JP2004098595A - Image forming apparatus and laser scanning control method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光により像担持体上を露光走査する画像形成装置およびそのレーザ走査制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レーザ光により画像露光を行う画像形成装置では、レーザ光を回転多面鏡(ポリゴンミラー)に照射し、その反射光を感光体に露光させ、感光体上に静電潜像を得るように構成されている。
【0003】
近年、高速画像形成を実現するために、複数のレーザを副走査方向に並べて配置し、例えば2ラインを同時に露光する技術が用いている。また、カラープリンタとしては、4個の感光体を一列に配置し、それぞれの感光体を独立したレーザによって露光するいわゆるタンデム形式のプリンタがある。複数のレーザを副走査方向に並べて複数のラインを同時に露光する場合、レーザ光源から感光体表面までの光路長を等しくしないと、走査長が等しくならない。同様に、タンデム形式のプリンタにおいても、4つのレーザの光路長を等しくしないと、走査長が等しくならない。
【0004】
ここで、2ライン同時に露光するレーザ露光装置について図11を参照しながら説明する。図11は従来の2ライン同時に露光するレーザ露光装置の主要部構成を模式的に示す図である。
【0005】
2ライン同時に露光するレーザ露光装置においては、図11(a)に示すように、2つのレーザ光が一定速度で回転するポリゴンミラー833で偏向されて感光ドラム811上に向けて照射される。すなわち、2つのレーザ光で感光ドラム811を主走査方向に走査することにより、感光ドラム811上に静電潜像が形成される。ここで、2つのレーザ光は、副走査方向に所定の間隔をあけた状態で感光ドラム811に照射される。このような構成により、1つのレーザで感光ドラム811上を走査した場合に比して、1/2の走査回数で、画像形成を行うことができる。また、ポリゴンミラー833と感光ドラム811との間には、図11(c)に示すように、f−θレンズ834が設けられており、このf−θレンズ234は、偏向ビームとなって反射されたレーザ光を集光すると同時に、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。よって、f−θレンズ834を通過したレーザ光は、感光ドラム811上に等速で結合走査される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、2つのレーザ光が副走査方向に所定の間隔をあけた状態で感光ドラム811に照射されるので、図11(b)に示すように、各レーザ光のポリゴンミラー833から感光ドラム811までの光路長をそれぞれLa、Lbとすると、各光路長La、Lbが異なる。ここでは、La<Lbの関係式が成立し、その差分はΔLであるとする。
【0007】
各レーザ光のポリゴンミラー833から感光ドラム811までの光路長La,Lbがそれぞれ異なるということは、図11(c)に示すように、感光ドラム811上の主走査方向の1ラインの有効画素範囲に対するレーザ光の走査長がレーザ光毎に異なることになる。ここでは、光路長Laの場合のレーザ光の走査長をXa、光路長Lbの場合のレーザ光の走査長をXbとすると、Xa<Xbの関係式が成立する。
【0008】
このような状態で画像を形成すると、1ラインおきに画像端部がギザギザになる画像が得られる。画像に対する高解像度の要求がますます高くなる昨今の状況において、その端部のギザギザが高解像度要求を満たさないものとなる。
【0009】
このように、走査長が異なると、色ずれ等の画像不良となるので、従来では、光学的、機械的な精度を高めることにより、各レーザ光に対する光路長すなわち各レーザ光の走査長を等しくする措置が講じられている。しかしながら、光学的、機械的な精度を高めることには、限界があり、高解像度化の要求を満足させることはできなくなりつつある。
【0010】
本発明の目的は、微小画素の追加または削除によりレーザ光の走査長を補正することができるとともに、微小画素を削除する場合に生じる画像の消失をなくすことができる画像形成装置およびそのレーザ走査制御方法を提供することにある。
【0011】
【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、入力される画素単位の画像信号を、基本クロックの整数倍の周期を有する高周波クロックに同期した所定数の微少画素に分解された周波数変調データに変換する変調手段と、前記変調手段から出力された周波数変調データに基づきレーザ光源を変調駆動し、該変調駆動されたレーザ光源から発光されたレーザ光で潜像担持体上を走査する走査手段とを備える画像形成装置であって、前記変調手段は、前記レーザ光の走査ライン上における任意の画素の周波数変調データに対して微少画素の追加または削除を行うことにより、前記レーザ光による走査長を補正する補正手段を有し、前記補正手段は、前記周波数変調データに対して微小画素の削除を行う際には、該周波数変調データが示す画素濃度に応じて前記周波数変調データから削除する微少画素を決定することを特徴とする。
【0012】
また、上記画像形成装置において、前記削除手段は、前記周波数変調データが示す画素濃度が濃い場合、該周波数変調データの微小画素のうち、前記レーザ光出力対応の微小画素を削除する画素として決定し、前記周波数変調データが示す画素濃度が薄い場合、該周波数変調データの微小画素のうち、前記レーザ光無出力対応の微小画素を削除する画素として決定することを特徴とする。
【0013】
また、本発明は、上記目的を達成するため、入力される画素単位の画像信号を、基本クロックの整数倍の周期を有する高周波クロックに同期した所定数の微少画素に分解された周波数変調データに変換する変調手段と、前記変調手段から出力された周波数変調データに基づきレーザ光源を変調駆動し、該変調駆動されたレーザ光源から発光されたレーザ光で潜像担持体上を走査する走査手段とを備える画像形成装置のレーザ走査制御方法であって、前記レーザ光の走査ライン上における任意の画素の周波数変調データに対して微少画素の追加または削除を行うことにより、前記レーザ光による走査長を補正する補正工程を有し、前記補正工程では、前記周波数変調データに対して微小画素の削除を行う際には、該周波数変調データが示す画素濃度に応じて前記周波数変調データから削除する微少画素を決定することを特徴とする。
【0014】
【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。
【0015】
図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示す縦断面図である。
【0016】
画像形成装置1は、図1に示すように、電子写真方式を採用するタンデム方式のカラー画像形成装置であって、画像形成部、給紙部、中間転写部、搬送部、定着ユニット、操作部、および制御ユニット(図示せず)から構成される。
【0017】
画像形成部は、並設された4つのステーションa,b,c,dを有し、それらの基本構成は同一である。具体的には、画像形成部においては、像担持体としての感光ドラム11a,11b,11c,11dがその中心で軸支され、矢印方向に駆動モータ(図示せず)によって回転駆動される。感光ドラム11a〜11dの周囲には、その回転方向に順に、ローラ帯電器12a,12b,12c,12d、スキャナ13a,13b,13c,13d、現像装置14a,14b,14c,14dが配置されている。ローラ帯電器12a〜12dは、感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与える。スキャナ13a〜13dは、記録画像信号に応じて変調したレーザービームを感光ドラム11a〜11d上に露光走査する。これにより、感光ドラム11a〜11d上には静電潜像が形成される。現像装置14a〜14dは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4色の現像剤(トナー)をそれぞれ収納し、現像剤を感光ドラム11a〜11dに供給することによって感光ドラム11a〜11d上の静電潜像をトナー像として可視像化する。可視像化されたトナー像は中間転写ベルト30に転写される。以上のプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われることになる。
【0018】
給紙部は、転写材Pを収納する部分と、転写材Pを搬送するためのローラ、転写材Pの通過を検知するためのセンサ、転写材Pの有無を検知するためのセンサ、転写材Pを搬送路に沿って搬送させるためのガイド(図示せず)から構成される。転写材Pは、各カセット21a,21b,21c,21d、手差しトレイ27、またはデッキ28に収納可能であり、カセット21a〜21d内の転写材Pは、ピックアップローラ22a,22b,22c,22dにより一枚ずつ送り出される。ピックアップローラ22a〜22dでは、複数枚の転写材Pが送り出されることがあるが、BCローラ23a,23b,23c、23dによって確実に一枚だけ分離される。
【0019】
BCローラ23a〜23dによって一枚だけ分離された転写材Pは、さらに引き抜きローラ24a〜24d、レジ前ローラ26によって搬送され、レジストローラ25まで搬送される。また、手差しトレイ27に収納された転写材Pは、BCローラ29によって一枚分離され、レジ前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。また、デッキ28に収納された転写材Pは、ピックアップローラ60によって給紙ローラ61まで複数枚搬送され、給紙ローラ61によって一枚だけ確実に分離され、引き抜きローラ62まで搬送される。さらに転写材Pはレジ前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。
【0020】
中間転写ユニットについて詳細に説明する。中間転写ベルト30は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPVdF(ポリフッ化ビニリデン)などの材質からなるベルトである。中間転写ベルト30は、それに駆動力を伝達する駆動ローラ32、テンションローラ33および従動ローラ34に巻回されている。駆動ローラ32は、表面に数mm厚のゴム(ウレタンまたはクロロプレン)がコーティングされている金属ローラからなり、このコーティングにより中間転写ベルトとのスリップが防止されている。駆動ローラ32は、ステッピングモータ(図示せず)によって回転駆動される。各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト30が対向する位置の中間転写ベルト30の裏には、トナー像を中間転写ベルト30に転写するための高圧が印可される一次転写ローラ35a〜35dが配置されている。
【0021】
テンションローラ33は、ばね(図示せず)により付勢されており、中間転写ベルト30に適度な張力を与える。従動ローラ34は、中間転写ベルト30を挟んで二次転写領域を形成するように二次転写ローラ36に対向して配置されている。この二次転写領域は、二次転写ローラ36と中間転写ベルト30とのニップによって形成される。二次転写ローラ36は中間転写ベルト30に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト30上において、その二次転写領域の下流には、中間転写ベルト30の画像形成面をクリーニングするためのクリーニング装置50が配置され、このクリーニング装置50は、クリーナーブレード51(材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる)および廃トナーを収納する廃トナーボックス52を有する。
【0022】
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ41aと、この定着ローラ41aに加圧される加圧ローラ41b(このローラにも熱源を備える場合もある)と、定着ローラ41aおよび加圧ローラ41bから排出された転写材Pを搬送する内排紙ローラ44とを有する。
【0023】
一方、レジストローラ25まで搬送された転写材Pは、レジストローラ25より上流に位置するローラ26の回転駆動を止めることによって一旦停止された後に、画像形成部の画像形成タイミングに合わせてレジストローラ25を含む上流のローラ26の回転駆動を再開することによって、上記二次転写領域へ送り出される。上記二次転写領域においては転写材Pに画像が転写され、定着ユニット40において転写材Pに転写された画像が転写材Pに定着される。この定着後の転写材Pが内排紙ローラ44を通過した後、その搬送先は切替フラッパ73によって切り替えられる。切替フラッパ73がフェイスアップ排紙側にある場合、転写材Pは外排紙ローラ45によってフェイスアップ排紙トレイ2に排出される。一方、切替フラッパ73がフェイスダウン排紙側にある場合、転写材Pは反転ローラ72a,72b,72cの方向へ搬送され、フェイスダウン排紙トレイ3へ排出される。
【0024】
なお、転写材Pの搬送路には、転写材Pの通過を検知するために複数のセンサが配置されている。これらのセンサとしては、給紙リトライセンサ64a,64b,64c,64d、デッキ給紙センサ65、デッキ引き抜きセンサ66、レジストセンサ67、内排紙センサ68、フェイスダウン排紙センサ69、両面プレレジセンサ70、両面再給紙センサ71などがある。また、転写材Pを収納するカセット21a〜21dには、転写材Pの有無を検知するカセット紙ありなしセンサ63a,63b,63c,63dが配置され、手差しトレイ27には手差しトレイ27上の転写材Pの有無を検知する手差しトレイ紙ありなしセンサ74が配置され、デッキ28にはデッキ28内の転写材Pの有無を検知するデッキ紙ありなしセンサ75が配置されている。
【0025】
制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板(図示せず)や、モータドライブ基板(図示せず)などからなる。
【0026】
操作部4は、画像形成装置1の上面に配置されており、転写材Pの収納された給紙部(給紙カセット21a〜21d、手差しトレイ27、デッキ28)の選択、排紙トレイ(フェイスアップトレイ2、フェイスダウントレイ3)の選択、タブ紙束の指定などが可能である。
【0027】
次に、装置の動作について説明する。ここでは、一例として、カセット21aから転写材Pを搬送する場合を説明する。
【0028】
画像形成動作開始信号が発せられてから所定時間経過後、まずピックアップローラ22aにより、カセット21aから転写材Pが一枚ずつ送り出される。そして給紙ローラ23によって転写材Pが引き抜きローラ24a、レジ前ローラ26を経由して、レジストローラ25まで搬送される。そのとき、レジストローラ25は停止されており、紙先端はニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ25は回転を始める。この回転開始タイミングとしては、転写材Pと画像形成部より中間転写ベルト30上に一次転写されたトナー像とが二次転写領域においてちょうど一致するタイミングに設定されている。
【0029】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、上述したプロセスにより中間転写ベルト30の回転方向において最上流側にある感光ドラム11d上に形成されたトナー像が、高電圧が印加された転写ローラ35dによって一次転写領域において中間転写ベルト30に一次転写される。一次転写されたトナー像は、次の一次転写領域まで搬送される。そこでは、画像形成部の各ステーション間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前画像の上に画像先端を合わせて次のトナー像が転写されることになる。以降、同様の工程が繰り返され、最終的に4色のトナー像が中間転写ベルト30上において一次転写される。
【0030】
その後転写材Pが二次転写領域に進入、中間転写ベルト30に接触すると、転写材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧が印加される。そして、上述したプロセスにより中間転写ベルト30上に形成された4色のトナー像が転写材Pの表面に転写される。その後、転写材Pは定着ローラ41aおよび加圧ローラ41b間のニップ部まで案内され、該ニップ部を通過する際に、熱および圧力を受ける。これにより、トナー像が転写材P表面に定着される。そして、転写材Pは、切替フラッパ73の切替え方向に応じて、フェイスアップ排紙トレイ2またはフェイスダウントレイ3に排出される。なお、本画像形成装置1には、原稿の画像を読み込んで画像データに変換する、原稿読取装置(図示せず)が接続されている。
【0031】
次に、上記スキャナ部13a〜13dの構成について図2を参照しながら説明する。図2は図1の画像形成装置のスキャナ部13a〜13dの構成を模式的に示す平面図である。
【0032】
スキャナ部13a〜13dは、図2に示すように、半導体レーザ243を駆動するレーザ駆動装置231を有する。半導体レーザ243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231は、フォトダイオードセンサ(PDセンサ;図示せず)の検出信号を用いて半導体レーザ243のAPC(Auto Power Control)制御を行う。半導体レーザ243から発光されたレーザ光は、コリメータレンズ235および絞り232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)233に入射する。ポリゴンミラー233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233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。偏向ビームとなって反射されたレーザ光は、f−θレンズ234により集光作用を受ける。同時に、f−θレンズ234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234を通過したレーザ光は、感光ドラム11(感光ドラム11a〜11dに相当)上に図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233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236が設けられており、BDセンサ236の検出信号はポリゴンミラー233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。
【0033】
このようなレーザ駆動装置231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243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。
【0034】
次に、上記レーザ駆動装置231による半導体レーザ243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のレーザ駆動装置231の半導体レーザ243に対する具体的な制御構成を示す回路図である。
【0035】
レーザ駆動装置231においては、図3に示すように、半導体レーザ243として、1つのレーザ343Aと1つのフォトダイオード(以下、PDという)センサ343Bから構成されるレーザチップが用いられている。半導体レーザ243の駆動電源には、バイアス電流源341とパルス電流源342の2つの電流源が用いられ、これにより、レーザ343Aの発光特性の改善が図られている。また、レーザ343Aの発光を安定化させるために、PDセンサ343Bからの出力信号を用いてバイアス電流源341に帰還をかけることにより、バイアス電流量の自動制御が行われている。すなわち、シーケンスコントローラ347からのフル点灯信号FULLにより論理素子340がオン信号をスイッチ349へ出力することにより、バイアス電流源341とパルス電流源342からの電流の和が半導体レーザ243へ流れ、そのときのPDセンサ343Bからの出力信号は、電流電圧変換器(I/V)344に入力されて電圧信号に変換される。この電圧信号は、増幅器(Gain)345で増幅された後に、電圧信号VPDとしてAPC回路346に入力される。APC回路346は、入力された電圧信号VPDに応じた制御信号VAPCをバイアス電流源341に供給する。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に用いられているものである。レーザ343A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343A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、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採用されている。
【0036】
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348で変調されたデータによりスイッチ349をオン/オフすることによって、オン/オフされ、レーザ光に応じた潜像が感光ドラム11(感光ドラム11a〜11d)上に形成される。
【0037】
次に、変調部348の構成について図4ないし図7を参照しながら説明する。図4は図3の変調部348の構成を示すブロック図、図5は図4の変調部348の分周回路461の入出力信号のタイミングチャート、図6は図4の変調部348の変調回路462の入出力信号のタイミングチャート、図7は図4の変調部348のカウンタ回路464および出力回路463の入出力信号のタイミングチャートである。
【0038】
変調部348は、図4に示すように、PLL回路460と、分周回路461と、変調回路462と、出力回路463と、カウンタ回路464とを有する。
【0039】
PLL回路460は、基本クロック(基本CLK)を入力とし、この基本クロックのn倍の高周波クロックを出力する。この高周波クロックは、分周回路461、出力回路463にそれぞれ入力される。分周回路461は、入力された高周波クロックをx回に一度カウントすることにより、入力された高周波クロックを1/x分周したクロック(メインクロック)を出力する(図5を参照)。xは正の整数であればいくつでもかまわない。ここでは、説明の便宜のため、1/n分周しPLL回路460に入力される基本クロックと同じ周期のメインクロックを出力すると仮定する。分周回路461から出力されるクロックは、カウンタ回路464に入力される。
【0040】
変調回路462は、後述するクロック信号に同期して、入力データを変調する。通常、レーザの階調性を表すために、単位時間内での点灯時間をPWM変調で制御することが行われているので、本実施形態では、PWM変調(特にデジタルPWM変調)を行うものとして説明する。例えば、Aビットの入力データをPWM変調する場合、この入力データは2Aのパルス幅データに変換される。ここで、
2A=n
となるように定数が決められている。この変調回路462は、入力データからパルス幅データを生成し、このパルス幅データを出力回路463に出力する(図6を参照)。出力回路463は、変調回路462から出力されたパルス幅データに応じて、PLL回路460から出力された高周波クロックに同期したPWM信号、高周波クロックに同期したクロック信号を出力し、PWM信号は論理素子340(図3)に、クロック信号は画像処理部(図示せず)および変調回路462にそれぞれ出力される(図7(a),(e)および(f)を参照)。
【0041】
カウンタ回路464は、分周回路461から出力されたクロック(高周波クロックを1/n分周したクロック)をカウントする(図7(b)を参照)。カウンタ回路464は、そのカウント値が所定値に達すると、カウントA信号を出力回路63に出力する(図7(c)を参照)。また、カウンタ回路464は、カウント値が所定値に達すると、カウントB信号を変調回路462に出力する(図7(d)を参照)。ここで、上記カウントB信号と上記カウントA信号とは1クロック分の差をつけて出力される。
【0042】
カウンタ回路464が上記カウントA信号を出力回路463に出力すると、出力回路463は、通常と異なる動作を行う。通常動作においては、n個の高周波クロックで(PWM信号、クロック信号の)1つの周期を生成していたのに対し、上記カウントA信号を入力した際には、上記周期と異なる周期のPWM信号データ、クロック信号を出力する(図7を参照)。
【0043】
本実施形態では、画像形成の高速化を実現するため、副走査方向に間隔を置いて設けられた2つの半導体レーザ43から発生されたレーザ光で感光ドラム11を露光する技術が用いられている。この技術は周知のものである。
【0044】
次に、変調回路462がカウンタ回路464からのカウントB信号を入力した際の動作について図8および図9を参照しながら説明する。図8は変調回路462がカウンタ回路464からのカウントB信号を入力した際の動作を示すフローチャート、図9は変調回路462の出力波形を示す図である。
【0045】
変調回路462は、カウントB信号を受信すると、受け取った入力データを図8に示すフローチャートに従い変換し、変換したデータを次のクロックで出力回路463に出力する。変調回路462では、入力データを高周波クロックに同期してパルス幅データに変換するが、本実施形態では入力画像データの1画素を、分解能8ビットのパルス幅データに変換するものとして説明する。例えば、濃度3の入力データは図9(a)のように表すことができる。また、濃度6の入力データは図9(d)のように表すことができる。すなわち、各画素は、高周波クロックに同期した微小画素に分解することが可能である。そこで、走査長を短くすることを、所定数の微小画素を任意の画素から削除することによって実現することが可能になる。
【0046】
図8のフローチャートは、任意の画素から微少画素を削除する場合の手順を示す。まずステップS501において、走査長を調整する(走査長を短くする)ために、微小画素を削除するか否かを判定する。ここで、微少画素の削除を行う場合は、ステップS502において、微少画素を削除する画素の濃度が濃いか薄いかを判定する。この画素の濃淡の判定は、予め設定された濃度基準より濃いか薄いかに応じて行われる。画素の濃度が薄い場合は、ステップS503において、「0」の微小画素を削除する。濃度が濃い場合は、ステップS504において、「1」の微小画素を削除する。
【0047】
例えば図9(a)に示す画素(8クロックの構成)から微小画素を削除する場合、図9(b)に示す結果が得られる。この場合、微少画素を削除する画素の濃度が薄いため、「0」の微小画素が削除され、この画素を構成する高周波クロックの数は7個になる。図9(c)に示す画素(8クロックの構成)から微小画素を削除する場合、図9(d)に示す結果が得られる。この場合、微少画素を削除する画素の濃度が濃いため、「1」の微小画素が削除され、この画素を構成する高周波クロックの数は7個になる。
【0048】
次に、出力回路463がカウンタ回路464からのカウントA信号を入力した際の具体的な動作について図10を参照しながら説明する。図10は図4の変調部348における出力回路463の構成を示すブロック図である。
【0049】
出力回路463は、図10に示すように、変調制御部770と、9つのDタイプのフリップフロップ771a〜771iと、9つの2入力AND回路772a〜772iと、3入力セレクタ回路773と、2つの2入力セレクタ回路774,775と、9入力OR回路776と、2入力OR回路777とを含む。
【0050】
変調回路462は、入力された画像データを8ビットのパルス幅データに変調する。このパルス幅データの各ビットは2入力AND回路772a〜772iの入力の一方に入力される。ここで、2入力AND回路772hおよび772iには、同じデータが入力される。
【0051】
フリップフロップ771a〜771iは、PLL回路460からの高周波クロックの立ち上がりでD端子の入力をQ端子に出力する。Q端子の出力は、各2入力AND回路772a〜772i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771a〜771iは、フリップフロップ771aの出力がフリップフロップ771bの入力に、フリップフロップ771bの出力がフリップフロップ771c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771gの出力は、3入力セレクタ回路773および2入力セレクタ回路774にも接続される。2入力AND回路772hの出力は、3入力セレクタ回路773および2入力セレクタ回路775にも接続される。フリップフロップ771iの出力は、3入力セレクタ回路773にも接続される。
【0052】
2入力AND回路772a〜772iの出力は、9入力OR回路776に入力され、9入力OR回路776はその出力をPWM信号として出力する。
【0053】
3入力セレクタ回路773は、変調制御部770の出力によって、フリップフロップ771g,771h,771iの出力を選択し、選択された出力は、2入力OR回路777の入力の一方に入力される。2入力セレクタ回路774,774の他方の入力は、GNDに接続されている。
【0054】
変調制御部770は、カウンタ回路464の出力に基づいてセレクタ回路773〜775のスイッチ動作を切り換える。すなわち、変調制御部770の出力は、2入力セレクタ回路774の場合、フリップフロップ771gの出力をフリップフロップ771hに入力させる否か、2入力セレクタ回路775の場合、フリップフロップ771gの出力をフリップフロップ771hに入力させるか否かを制御する。
【0055】
2入力OR回路777の入力の他方には、高周波クロック1クロック分の幅の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771aに入力される。
【0056】
次に、出力回路463の動作について説明する。
【0057】
出力回路463においては、フリップフロップ771a〜771i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777に入力される。これにより、フリップフロップ771a〜771i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770では、カウンタ回路463の出力を受け、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各セレクタ回路773〜775の切換動作を制御する。1画素を7個の高周波クロック(PLL回路460から出力されたクロック)で構成する場合は、3入力セレクタ回路773で、フリップフロップ771gの出力を選択し、2入力セレクタ回路774,775で、GNDを選択する。これにより、7つのフリップフロップ771a〜771gによるリング状のシフトレジスタが構成される。1画素を8個の高周波クロックで構成する場合は、3入力セレクタ回路773で、フリップフロップ771hの出力を選択し、2入力セレクタ回路774で、フリップフロップ771gの出力を選択し、2入力セレクタ回路775で、GNDを選択する。これにより、8つのフリップフロップ771a〜771hによるリング状のシフトレジスタが構成される。1画素を9個の高周波クロックで構成する場合は、3入力セレクタ回路773で、フリップフロップ771iの出力を選択し、2入力セレクタ回路774で、フリップフロップ771gの出力を選択し、2入力セレクタ回路775で、フリップフロップ771hの出力を選択する。これにより、9個のフリップフロップ771a〜771iによるリング状のシフトレジスタが構成される。これらの切換えで、フリップフロップ771a〜771iの出力が7/8/9クロック信号に1回“1”が出力されるようになる。
【0058】
2入力AND回路772a〜772iには、パルス幅データが設定されており、2入力AND回路772a〜772iは、1画素(=7/8/9CLK)毎にデータを変化させ、その設定されたデータと7/8/9高周波クロック分の期間における1回の“1”をAND演算し、各AND出力は9入力OR回路776により、OR演算される。これにより、7/8/9個の高周波クロックで構成されたPWM信号を出力することができる。
【0059】
また、図示していないが、これと同じ構成を使用し、画像データに相当するところに画像クロックのパターンを入力することや、フリップフロップ771a〜771gの特定箇所(例えばフリップフロップ771aと771e)の出力をJKフリップフロップ回路に入力することで、PWM信号と同様に7/8/9個の高周波クロックで構成されたクロック信号を出力することができる。デフォルトのクロック信号を8個の高周波クロックで構成するとすれば、所望の画素に対してカウンタ回路464から所定の信号(図7(c)を参照)を出力することで、変調制御部770により、通常の8個の高周波クロックで構成される画素に対しては、3入力セレクタ回路773がフリップフロップ771hの出力を選択し、2入力セレクタ回路774では、フリップフロップ771gの出力、2入力セレクタ回路775ではGNDを選択するように制御する。これにより、8個の高周波クロック分の幅で構成されるPWM信号が出力される。
【0060】
基準のレーザ光の主走査長に対して、補正するレーザ光の主走査長が長い場合すなわち補正するレーザ光の主走査長を短くする場合には、補正するレーザ光による1走査ライン上の1画素区間を短くする補正を設定する。すなわち、この場合は、1ラインの走査区間で複数の画素に対して7個の高周波クロック分の幅のPWM信号を出力するように制御する。
【0061】
また、基準のレーザの主走査長に対して、補正するレーザの主走査長が短い場合には、1画素区間を長くする補正を設定する。すなわち、この場合は、1ラインの走査区間で複数の画素に対して9個の高周波クロック分の幅のPWM信号を出力するように制御する。
【0062】
このように、任意の画素から微小画素を削除または追加することによって、走査長を自在に可変させることが可能であるとともに、微小画素を削除する場合は、画素の濃度に応じて削除する位置を変更することによって、画像の消失、画像が形成されない部分の消失をなくすることができる。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザ光の走査ライン上における任意の画素の周波数変調データに対して微少画素の追加または削除を行うことにより、レーザ光による走査長を補正し、周波数変調データに対して微小画素の削除を行う際には、該周波数変調データが示す画素濃度に応じて周波数変調データから削除する微少画素を決定するので、微小画素の追加または削除によりレーザ光の走査長を補正することができるとともに、微小画素を削除する場合に生じる画像の消失をなくすことができる。その結果、画像劣化がない高解像度画像を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示す縦断面図である。
【図2】図1の画像形成装置のスキャナ部13a〜13dの構成を模式的に示す平面図である。
【図3】図2のレーザ駆動装置231の半導体レーザ243に対する具体的な制御構成を示す回路図である。
【図4】図3の変調部348の構成を示すブロック図である。
【図5】図4の変調部348の分周回路461の入出力信号のタイミングチャートである。
【図6】図4の変調部348の変調回路462の入出力信号のタイミングチャートである。
【図7】図4の変調部348のカウンタ回路464および出力回路463の入出力信号のタイミングチャートである。
【図8】変調回路462がカウンタ回路464からのカウントB信号を入力した際の動作を示すフローチャートである。
【図9】変調回路462の出力波形を示す図である。
【図10】図4の変調部348における出力回路463の構成を示すブロック図である。
【図11】従来の2ライン同時に露光するレーザ露光装置の主要部構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
11a,11b,11c,11d 感光ドラム
13a,13b,13c,13d スキャナ部
231 レーザ駆動装置
233 ポリゴンミラー
243 半導体レーザ
348 変調部
460 PLL回路
461 分周回路
462 変調回路
463 出力回路
464 カウンタ回路
770 変調制御部
771a〜771i フリップフロップ
772a〜772i 2入力AND回路
776 9入力OR回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for exposing and scanning an image carrier with a laser beam, and a laser scanning control method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus that performs image exposure using laser light, a rotating polygonal mirror (polygon mirror) is irradiated with laser light, and the reflected light is exposed to a photoconductor to obtain an electrostatic latent image on the photoconductor. It is configured.
[0003]
In recent years, in order to realize high-speed image formation, a technique of arranging a plurality of lasers in the sub-scanning direction and simultaneously exposing two lines, for example, has been used. As a color printer, there is a so-called tandem type printer in which four photoconductors are arranged in a line, and each photoconductor is exposed by an independent laser. When a plurality of lasers are arranged in the sub-scanning direction to simultaneously expose a plurality of lines, the scanning lengths cannot be equal unless the optical path length from the laser light source to the surface of the photosensitive member is equal. Similarly, in a tandem-type printer, the scanning lengths are not equal unless the optical path lengths of the four lasers are equal.
[0004]
Here, a laser exposure apparatus for exposing two lines simultaneously will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram schematically showing a main part configuration of a conventional laser exposure apparatus for simultaneously exposing two lines.
[0005]
In a laser exposure apparatus for exposing two lines at the same time, as shown in FIG. 11A, two laser beams are deflected by a
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the two laser beams are irradiated on the
[0007]
The fact that the optical path lengths La and Lb of the respective laser beams from the
[0008]
When an image is formed in such a state, an image having jagged edges at every other line is obtained. In today's situation where the demand for high resolution for images is increasing, the jagged edges do not meet the high resolution requirements.
[0009]
As described above, if the scanning lengths are different, image defects such as color misregistration will occur. Conventionally, the optical path length for each laser beam, that is, the scanning length of each laser beam is made equal by increasing the optical and mechanical accuracy. Measures have been taken. However, there is a limit in improving optical and mechanical accuracy, and it is becoming impossible to satisfy the demand for higher resolution.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of correcting a scanning length of a laser beam by adding or deleting a minute pixel and eliminating loss of an image caused when a minute pixel is deleted, and a laser scanning control thereof. It is to provide a method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention converts an input pixel-based image signal into frequency-modulated data decomposed into a predetermined number of small pixels synchronized with a high-frequency clock having an integral multiple of the period of a basic clock. A modulating unit, and a scanning unit that modulates and drives a laser light source based on the frequency modulation data output from the modulating unit, and scans the latent image carrier with laser light emitted from the modulated and driven laser light source. In the image forming apparatus, the modulating unit corrects a scanning length by the laser light by adding or deleting minute pixels from frequency modulation data of an arbitrary pixel on a scanning line of the laser light. A correction unit, wherein the correction unit is configured to delete minute pixels from the frequency modulation data in accordance with a pixel density indicated by the frequency modulation data. And determining a minute pixel to be removed from the serial frequency modulation data.
[0012]
Further, in the image forming apparatus, when the pixel density indicated by the frequency modulation data is high, the deletion unit determines a micro pixel corresponding to the laser light output among the micro pixels of the frequency modulation data as a pixel to be deleted. When the pixel density indicated by the frequency modulation data is low, the minute pixels corresponding to the no output of the laser beam among the minute pixels of the frequency modulation data are determined as pixels to be deleted.
[0013]
According to the present invention, in order to achieve the above object, an input pixel-based image signal is converted into frequency-modulated data that is decomposed into a predetermined number of minute pixels synchronized with a high-frequency clock having a cycle that is an integral multiple of the basic clock. A modulating means for converting, a scanning means for modulating and driving a laser light source based on the frequency modulation data output from the modulating means, and scanning over the latent image carrier with laser light emitted from the modulated and driven laser light source; A laser scanning control method for an image forming apparatus, comprising: adding or deleting minute pixels to or from a frequency modulation data of an arbitrary pixel on a scanning line of the laser light to reduce a scanning length by the laser light. A correcting step of correcting, and in the correcting step, when deleting a minute pixel from the frequency modulation data, a pixel indicated by the frequency modulation data is deleted. And determining a minute pixel to be removed from the frequency modulation data according to time.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view illustrating a main configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
The image forming section has four stations a, b, c, d arranged side by side, and their basic configuration is the same. Specifically, in the image forming section,
[0018]
The paper feeding unit includes a portion for storing the transfer material P, a roller for transporting the transfer material P, a sensor for detecting passage of the transfer material P, a sensor for detecting the presence or absence of the transfer material P, and a transfer material. It comprises a guide (not shown) for transporting P along the transport path. The transfer material P can be stored in each of the
[0019]
The transfer material P separated only by one of the
[0020]
The intermediate transfer unit will be described in detail. The
[0021]
The
[0022]
The fixing
[0023]
On the other hand, the transfer material P conveyed to the
[0024]
Note that a plurality of sensors are arranged on the transfer path of the transfer material P in order to detect the passage of the transfer material P. These sensors include a paper feed retry
[0025]
The control unit includes a control board (not shown) for controlling the operation of the mechanism in each unit, a motor drive board (not shown), and the like.
[0026]
The
[0027]
Next, the operation of the apparatus will be described. Here, a case where the transfer material P is transported from the
[0028]
After a lapse of a predetermined time from the issuance of the image forming operation start signal, first, the transfer material P is sent out one by one from the
[0029]
On the other hand, in the image forming section, when an image forming operation start signal is issued, a high voltage is applied to the toner image formed on the
[0030]
Thereafter, when the transfer material P enters the secondary transfer area and comes into contact with the
[0031]
Next, the configuration of the
[0032]
Each of the
[0033]
In such a
[0034]
Next, a specific control method for the
[0035]
In the
[0036]
The laser light controlled to a constant light amount in this manner is turned on / off by turning on / off the
[0037]
Next, the configuration of the
[0038]
As shown in FIG. 4, the
[0039]
The
[0040]
The
2 A = N
The constant is determined so that The
[0041]
The
[0042]
When the
[0043]
In the present embodiment, in order to realize high-speed image formation, a technique is used in which the
[0044]
Next, the operation when the
[0045]
Upon receiving the count B signal, the
[0046]
The flowchart in FIG. 8 shows a procedure for deleting a minute pixel from an arbitrary pixel. First, in step S501, in order to adjust the scanning length (to shorten the scanning length), it is determined whether to delete a small pixel. Here, when deleting a minute pixel, in step S502, it is determined whether the density of the pixel from which the minute pixel is to be deleted is high or low. The determination of the density of the pixel is made according to whether the density is higher or lower than a preset density reference. If the density of the pixel is low, the small pixel of “0” is deleted in step S503. If the density is high, in step S504, the minute pixel “1” is deleted.
[0047]
For example, when a minute pixel is deleted from the pixel shown in FIG. 9A (the configuration of eight clocks), the result shown in FIG. 9B is obtained. In this case, since the density of the pixel from which the minute pixel is deleted is low, the minute pixel of "0" is deleted, and the number of high-frequency clocks constituting this pixel becomes seven. In the case where minute pixels are deleted from the pixel (eight clocks) shown in FIG. 9C, the result shown in FIG. 9D is obtained. In this case, since the density of the pixel from which the minute pixel is deleted is high, the minute pixel of "1" is deleted, and the number of high-frequency clocks constituting this pixel becomes seven.
[0048]
Next, a specific operation when the
[0049]
As shown in FIG. 10, the
[0050]
The
[0051]
The flip-flops 771a to 771i output the input of the D terminal to the Q terminal at the rise of the high-frequency clock from the
[0052]
Outputs of the two-input AND
[0053]
The three-
[0054]
The
[0055]
A timing signal having a width of one high-frequency clock is input to the other input of the two-input OR
[0056]
Next, the operation of the
[0057]
In the
[0058]
The pulse width data is set in the two-input AND
[0059]
Although not shown, the same configuration is used to input an image clock pattern at a position corresponding to image data, or to a specific position (for example, flip-flops 771a and 771e) of flip-flops 771a to 771g. By inputting the output to the JK flip-flop circuit, a clock signal composed of 7/8/9 high-frequency clocks can be output in the same manner as the PWM signal. Assuming that the default clock signal is composed of eight high-frequency clocks, a predetermined signal (see FIG. 7C) is output from the
[0060]
When the main scanning length of the laser beam to be corrected is longer than the main scanning length of the reference laser beam, that is, when the main scanning length of the laser beam to be corrected is shortened, 1 The correction for shortening the pixel section is set. That is, in this case, control is performed so that a PWM signal having a width of seven high-frequency clocks is output to a plurality of pixels in a scanning section of one line.
[0061]
Further, when the main scanning length of the laser to be corrected is shorter than the main scanning length of the reference laser, a correction for lengthening one pixel section is set. That is, in this case, control is performed so that a PWM signal having a width corresponding to nine high-frequency clocks is output to a plurality of pixels in a scanning section of one line.
[0062]
As described above, by removing or adding a minute pixel from an arbitrary pixel, it is possible to freely change the scanning length, and when deleting a minute pixel, the position to be deleted is determined according to the density of the pixel. By making the change, the loss of the image and the loss of the portion where the image is not formed can be eliminated.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the scanning length by laser light is corrected by adding or deleting minute pixels to or from the frequency modulation data of any pixel on the scanning line of laser light, When deleting a minute pixel from the modulation data, the minute pixel to be deleted is determined from the frequency modulation data according to the pixel density indicated by the frequency modulation data. The length can be corrected, and the loss of an image that occurs when minute pixels are deleted can be eliminated. As a result, a high-resolution image without image degradation can be easily obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a main part of an image forming apparatus according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a plan view schematically illustrating a configuration of
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific control configuration for a
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a
FIG. 5 is a timing chart of input / output signals of a
FIG. 6 is a timing chart of input / output signals of a
FIG. 7 is a timing chart of input / output signals of a
FIG. 8 is a flowchart showing an operation when the
FIG. 9 is a diagram showing an output waveform of a
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an
FIG. 11 is a diagram schematically showing a main part configuration of a conventional laser exposure apparatus for exposing two lines simultaneously.
[Explanation of symbols]
11a, 11b, 11c, 11d Photosensitive drum
13a, 13b, 13c, 13d Scanner unit
231 Laser drive
233 Polygon mirror
243 Semiconductor Laser
348 modulation section
460 PLL circuit
461 frequency divider
462 Modulation circuit
463 output circuit
464 counter circuit
770 Modulation control unit
771a-771i flip-flop
772a-772i 2-input AND circuit
776 9-input OR circuit
Claims (4)
前記変調手段は、前記レーザ光の走査ライン上における任意の画素の周波数変調データに対して微少画素の追加または削除を行うことにより、前記レーザ光による走査長を補正する補正手段を有し、
前記補正手段は、前記周波数変調データに対して微小画素の削除を行う際には、該周波数変調データが示す画素濃度に応じて前記周波数変調データから削除する微少画素を決定することを特徴とする画像形成装置。A modulating means for converting an input pixel-based image signal into frequency-modulated data decomposed into a predetermined number of minute pixels synchronized with a high-frequency clock having a cycle of an integral multiple of the basic clock; and A laser light source that is modulated based on the frequency modulation data, and a scanning unit that scans the latent image carrier with laser light emitted from the modulated laser light source.
The modulating unit has a correcting unit that corrects a scanning length by the laser light by adding or deleting a fine pixel to frequency modulation data of an arbitrary pixel on a scanning line of the laser light,
When the fine pixel is deleted from the frequency modulation data, the correction unit determines a small pixel to be deleted from the frequency modulation data according to a pixel density indicated by the frequency modulation data. Image forming device.
前記レーザ光の走査ライン上における任意の画素の周波数変調データに対して微少画素の追加または削除を行うことにより、前記レーザ光による走査長を補正する補正工程を有し、
前記補正工程では、前記周波数変調データに対して微小画素の削除を行う際には、該周波数変調データが示す画素濃度に応じて前記周波数変調データから削除する微少画素を決定することを特徴とする画像形成装置のレーザ走査制御方法。A modulating means for converting an input pixel-based image signal into frequency-modulated data decomposed into a predetermined number of minute pixels synchronized with a high-frequency clock having a cycle of an integral multiple of the basic clock; and A laser light source that is modulated based on frequency modulation data, and a scanning unit that scans the latent image carrier with laser light emitted from the modulated laser light source. ,
By adding or deleting small pixels to the frequency modulation data of any pixel on the scanning line of the laser light, a correction step of correcting the scanning length by the laser light,
In the correcting step, when a minute pixel is deleted from the frequency modulation data, a minute pixel to be deleted from the frequency modulation data is determined according to a pixel density indicated by the frequency modulation data. A laser scanning control method for an image forming apparatus.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080924 |