JP2004262088A - 画像形成装置、画像処理プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の副走査ピッチのばらつきを、電気的に補正する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】副走査方向に連続する３つの記録画素（記録しようとする記録画素、前記記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査前の記録画素、前記記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査後の記録画素）の濃度情報と、複数のレーザーダイオード（ＬＤ）毎に設定した副走査方向シフト量とから、記録画素に出力する露光量の光を制御することで、複数のレーザーダイオード（ＬＤ）から発せられるレーザビーム間の副走査ピッチのばらつきを電気的に補正する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタなどの画像形成装置、該画像形成装置で実行される画像処理プログラムおよび記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置では、感光体上の画像部にレーザ光を照射して、該照射した部分にトナーが付着して画像が形成されていた。いわゆる、ネガ／ポジプロセス方式を用いる電子写真方式により画像が形成されていた。
このような画像形成装置は、書込密度の高密度化や、書込速度の高速化を目的として、２以上の複数の光ビームで記録媒体上を走査する、マルチビーム走査方式が一般に用いられている。
【０００３】
なお、本発明にかかる先行技術文献としては、入力された画像データを２倍解像度データに変換し、該変換した２倍解像度データに対してレジストずれの補正処理を行い、補正後の高解像度データを用いて、元の解像度での１画素に相当する４画素を単位領域として、その単位領域内での濃度分布の偏りから、元の解像度のデータを生成し、記録することで、副走査方向における副走査ピッチ以下のレジストずれを補正する方法がある。なお、この方法では、複数回の主走査での各露光量を制御することで、画像の副走査方向の形成位置を調整している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、複数個の半導体レーザと、該半導体レーザから光ビームを各々平行光束にするコリメータレンズと、これら光ビームを重ね合せて出射するビーム合成手段とを実質一体的に合成してなる光源部を有し、複数本の光ビームを同時に繰り返し走査するマルチビーム走査装置において、前記光源部は、ビーム合成手段から射出される各光束が少なくとも主走査方向に所定角度隔てて出射されるよう構成すると共に、前記合成された光ビームを光軸回りに回動調整自在とすることで、走査線ピッチ（副走査ピッチ）の調整を行っているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３０９１３９号公報
【特許文献２】
特開平９−４３５２３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、マルチビーム走査方式を用いる場合、所定の走査ピッチが得られないため、その調整が必要となる。例えば、２ビームで走査する方式において、走査ビームの副走査ピッチとして、ＬＤ１〜ＬＤ２間のピッチ＝Ｐ１２と、ＬＤ２〜次走査のＬＤ１間のピッチ＝Ｐ２１の２種が存在する場合は、Ｐ１２＝Ｐ２１であることが望ましく、Ｐ１２＝Ｐ２１となるように調整する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、マルチビーム走査方式において、複数の副走査ピッチのばらつきを、電気的に補正する画像形成装置、画像処理プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は以下のような特徴を有する。
請求項１記載の発明は、複数の光ビームで同時に記録媒体上を走査し、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、記録しようとする記録画素と、記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査前の記録画素と、記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査後の記録画素と、の３つの記録画素の濃度情報と、副走査ピッチよりも小さい所望の副走査方向シフト量とから、記録画素に出力すべき光出力ランクを算出し、予め定めた光出力ランクに対応した露光量の光を記録画素の位置に出力する構成であり、副走査方向シフト量は、複数の光ビームの各々について独立に設定可能であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、副走査方向シフト量は、画像形成装置の電源がオフからオンとなった際に設定することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、印刷形成される記録紙の枚数を計測する計測手段を有し、副走査方向シフト量は、計測手段により計測した枚数が所定枚数を経過した際に設定することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置において、装置内部の温度変化を検出する温度検出手段を有し、副走査方向シフト量は、温度検出手段により検出した温度変化が所定の閾値を越えた際に設定することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、記録画素に出力すべき光出力ランクの算出を実行させる算出実行手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、記録しようとする記録画素と、記録画素と、主走査位置が同じで副走査位置が１走査前の記録画素と、記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査後の記録画素と、の３つの記録画素の濃度情報と、副走査ピッチよりも小さい所望の副走査方向シフト量とから、記録画素に出力すべき光出力ランクを算出し、予め定めた光出力ランクに対応した露光量の光を記録画素の位置に出力し、複数の光ビームで同時に記録媒体上を走査し、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において実行される画像処理プログラムであって、記録画素に出力すべき光出力ランクの算出処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像処理プログラムを記録媒体に記録したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照しながら第１の実施の形態における画像形成装置の構成について説明する。
２つのレーザーダイオード１（ＬＤ１、ＬＤ２）より出射した２本のレーザビーム２（ビーム１、ビーム２）は、定速回転するポリゴンミラー３により主走査方向に走査され、レンズ４を介して感光体ドラム面上５に結像される。
以後、公知の画像形成プロセスを経て、画像が転写材上に形成される。２つのレーザーダイオード１（ＬＤ）から出射されたレーザビーム２の、感光体ドラム面上５における副走査ピッチＰ１２＝Ｐ２１の目標値は、４２．３［μｍ］（６００ｄｐｉ）とする。なお、主走査書き込みピッチも６００ｄｐｉとする。
なお、副走査ピッチＰ１２は、ＬＤ１〜ＬＤ２間のピッチを示し、Ｐ２１は、ＬＤ２〜次走査のＬＤ１間のピッチを示す。
【００１７】
ここで、どちらか１つのレーザーダイオード（ＬＤ）からのレーザビームの副走査ピッチに着目すると、副走査ピッチは感光体ドラム５の回転速度によって決定し、Ｐ１１＝Ｐ２２＝８４．６［μｍ］となる（Ｐ１１：ＬＤ１〜次走査ＬＤ１の間隔、Ｐ２２：ＬＤ２〜次走査ＬＤ２の間隔）。
【００１８】
同期検知器６は、光電変換素子および信号波形整形回路からなり、ＬＤ１、ＬＤ２のレーザビームを検出した検出信号を、同期検知信号分離回路７へ送る。
【００１９】
同期検知信号分離回路７は、同期検知器６から送られた検出信号を、ＬＤ１とＬＤ２の同期検知信号に分離してメモリ制御回路８へ送る。
【００２０】
メモリ制御回路８は、同期検知信号に基づき、ラインメモリ９からパターン検出処理回路１０へ画像データを出力する。
【００２１】
パターン検出処理回路１０は、６００ｄｐｉの２値画像データのうち、記録しようとする主走査位置の記録画素と、その上下の２つの記録画素（主走査位置が同じで副走査位置が１走査前の記録画素と、主走査位置が同じで副走査位置が１走査後の記録画素）の併せて３つの記録画素の濃度情報と、副走査シフト量に応じたパルス幅コードと、をＬＵＴ回路１１へ送る。
ここで、副走査シフト量は、２つのビーム各々で独立に設定可能とし、次の方法により定める。
【００２２】
まず、２つのレーザーダイオード１（ＬＤ１、ＬＤ２）からのビームの副走査ピッチのうち、同一走査での副走査ピッチＰ１２を、以下の方法により測定する。
【００２３】
副走査ピッチ検出部１４は、図２に示すアパーチャを備えた光検出器（光検出面は、感光体面と光学的に同一な面に設置）であり、レーザビーム２が横切る副走査位置によって、レーザビーム２が入射する期間が異なることを利用して走査時間を計測する。
【００２４】
ＣＰＵは、レーザビーム１のみを点灯し、横切る期間：ｔ１を計測し、ついでレーザビーム２のみを点灯し、横切る期間：ｔ２を測定する。そして、得られたｔ１、ｔ２と、ビーム走査速度ｖより、副走査ピッチＰ１２を以下の式（１）により求めることとなる。
Ｐ１２＝（ｔ２−ｔ１）／ｖ・・・（式１）
Ｐ２１＝Ｐ１１−Ｐ１２
【００２５】
得られた副走査ピッチより、補正すべき副走査シフト量は、
Ｐ１２−Ｐ２１＝δの１／２とする。
【００２６】
パターン検出処理回路１０は、３つの記録画素のオン／オフ情報と、副走査シフト量から、パルス幅コ−ドＣ１、Ｃ２を、以下の条件により求めることが可能となる。
【００２７】
δ＜０（Ｐ１２＜Ｐ２１）のとき、
Ｃ１＝３２・Ｄ_０ ＋（Ｄ₋ −Ｄ_０ ）（δ／２／Ｐ１１×３２）
Ｃ２＝３２・Ｄ_０ ＋（Ｄ_０ −Ｄ_＋ ）（δ／２／Ｐ１１×３２）
δ＞０（Ｐ１２＞Ｐ２１）のとき、
Ｃ１＝３２・Ｄ_０ ＋（Ｄ_０ −Ｄ_＋ ）（δ／２／Ｐ１１×３２）
Ｃ２＝３２・Ｄ_０ ＋（Ｄ₋ −Ｄ_０ ）（δ／２／Ｐ１１×３２）
【００２８】
上記条件により決定したパルス幅コードＣ１、Ｃ２、をＬＵＴ回路へ送る。
ここで、Ｄｋは、画素のオンオフ情報であり、Ｄｋ＝１：オン／Ｄｋ＝０：オフを表す。また、添え字ｋは、副走査位置を表し、ｋ：−は記録画素のひとつ前の副走査位置、ｋ：０は記録画素の副走査位置、ｋ：＋は記録画素のひとつ後の副走査位置を示す。
【００２９】
ＬＵＴ回路１１は、パターン検出処理回路１０より送られた幅コードに対応して、あらかじめ設定したパルス幅、パルス位置信号を、ＰＷＭ回路１２へ送る。
【００３０】
ＰＷＭ回路１２は、受け取ったパルス幅、パルス位置信号に基づき、ＬＤドライバ１３へＰＷＭ信号を送る。なお、ＰＷＭ信号は、ビデオクロック信号（６００ｄｐｉの周波数）に同期して出力される。
なお、ＰＷＭ回路１２は、６００ｄｐｉの書き込み周期内で、パルス幅およびパルス開始位置を、書き込み周期の１／６４分解能で設定したパルス信号を出力することが可能である。
【００３１】
ＬＤドライバ１３は、「オン」信号を受けると駆動電流をレーザーダイオード１（ＬＤ）へ供給する。また、「オフ」信号を受けるとオフセット電流をレーザーダイオード１（ＬＤ）へ供給する。
【００３２】
なお、幅コードに対応するパルス幅Ｗは、ＬＵＴ（表１）に設定する。
【００３３】
【表１】

【００３４】
また、書き込み周期内でのパルス開始位置は、パルス開始位置＝（書き込み周期−パルス幅Ｗ）／２により決定する。
【００３５】
入力画像データに応じてパターン検出処理回路１０より出力される、幅コードの例を図３に示す。
幅コードに対応するパルス幅Ｗの設定はリニアとしてＬＵＴを作成した。
ＬＵＴを使用して、図４のテストパターン画像を転写材へ出力し、目視にて評価した結果、２ｄｏｔ幅水平ラインの濃度は適正となる。また、２ｄｏｔ幅水平ライン１２、２ｄｏｔ幅水平ライン２１の濃度は同じとなる。また、１ｄｏｔ幅水平ライン１、１ｄｏｔ幅水平ライン２の濃度は同じとなる。副走査シフト量δおよびＬＵＴ設定が適切でないと、描画するレーザーダイオード１（ＬＤ）の組み合わせが異なるパターンを出力した場合に、濃度差が発生する。
【００３６】
なお、補正すべき副走査シフト量δの設定を、画像形成装置の電源がオフからオンとなるたびに実施することにより、温度サイクルや振動に起因する副走査ピッチのずれを補正することができる。
【００３７】
なお、第１の実施の形態は、入力データの濃度値が２値（０または１）の場合について行なったが、幅コードの算出方法を一般化すると以下のようであり、入力データが多値であっても同様の手順でＬＵＴを作成できる。
【００３８】
副走査ピッチ：Ｐ
調整ステップ：Ｐ／Ｍ（Ｍは整数）
調整量ｊの変域は、−（Ｍ−１），・・・，＋（Ｍ−１）：ただしｊは整数
濃度値Ｄｋの変域は、０，・・・，Ｄｋｍａｘ：ただしＤｋは整数、添え字ｋは、副走査位置を表し、ｋ：−は記録画素のひとつ前の副走査位置、ｋ：０は記録画素の副走査位置、ｋ：＋は記録画素のひとつ後の副走査位置。
幅コードＣは、
ｊ≦０のとき、Ｃ＝Ｍ・Ｄ_０ ＋（Ｄ_０ −Ｄ_＋ ）・ｊ
ｊ＞０のとき、Ｃ＝Ｍ・Ｄ_０ ＋（Ｄ₋ −Ｄ_０ ）・ｊ
Ｃの変域は、０，・・・，Ｄｋｍａｘ・Ｍとなる。
【００３９】
なお、第１の実施の形態は、同時に走査する光ビームが２つの場合について行なったが、ビーム数が３以上であっても適用可能となる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。まず、図５を参照しながら第２の実施の形態における画像形成装置の構成を示す。
第２の実施の形態における画像形成装置では、副走査シフト量と画像データに基づく幅コード出力の算出を、ＣＰＵで実施する。
第２の実施の形態における画像形成装置は、第１の実施の形態において具備するパターン検出処理回路１０を不要とした画像形成装置であり、パターン検出処理回路１０を有することなく、電気的に副走査ピッチずれを補正する機能を付加することが可能となる。
【００４１】
なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
例えば、上記実施の形態において、補正すべき副走査シフト量δの設定を、画像形成装置の電源設定時に行うこととしたが、他には、所定枚数通紙後などに実行することも可能である。また、機内にサーミスタなどの温度センサがある場合は前回調整時との温度差が大きいときに実行するなどしてもよい。更に、感光体または現像ユニットの交換時において実行することも可能である。また、オペレーションパネル等を用いて手動により実行させることも可能である。
【００４２】
また、温度センサを用いて副走査シフト量の設定を行う場合として、書き込みユニットのレジスト側、定着側のそれぞれに温度センサを設け、機内温度を常時監視し、所定の温度差を検知した際に設定することも可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように本発明は以下のような効果を奏する。
第１の効果として、副走査方向に連続する３つの画素の濃度情報と、複数のレーザーダイオード（ＬＤ）毎に設定した副走査方向シフト量とから、記録画素に出力する露光量の光を制御するので、複数のレーザーダイオード（ＬＤ）から発せられるビーム間の副走査ピッチのばらつきを、電気的に補正することが可能となる。
【００４４】
第２の効果として、複数のレーザーダイオード（ＬＤ）毎の副走査方向シフト量を、画像形成装置の電源がオンとなるたびに設定することで、温度サイクルや振動などにより副走査ピッチが変化した場合でも、ビーム間の副走査ピッチのばらつきを補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】副走査ピッチ検出部のアパーチャ形状を示す図である。
【図３】入力画像データとパルス幅コードを示す図である。
【図４】テストパターンを示した図である。
【図５】本発明にかかる第２の実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ レーザーダイオード（ＬＤ）
２ レーザビーム
３ ポリゴンミラー
４ レンズ
５ 感光体ドラム
６ 同期検知器
７ 同期検知信号分離回路
８ メモリ制御回路
９ ラインメモリ
１０ パターン検出処理回路
１１ ＬＵＴ回路
１２ ＰＷＭ回路
１３ ＬＤドライバ
１４ 副走査ピッチ検出部

Claims (7)

1. 複数の光ビームで同時に記録媒体上を走査し、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   記録しようとする記録画素と、前記記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査前の記録画素と、前記記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査後の記録画素と、の３つの記録画素の濃度情報と、副走査ピッチよりも小さい所望の副走査方向シフト量とから、前記記録画素に出力すべき光出力ランクを算出し、予め定めた光出力ランクに対応した露光量の光を前記記録画素の位置に出力する構成であり、前記副走査方向シフト量は、複数の光ビームの各々について独立に設定可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記副走査方向シフト量は、
   前記画像形成装置の電源がオフからオンとなった際に設定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 印刷形成される記録紙の枚数を計測する計測手段を有し、
   前記副走査方向シフト量は、前記計測手段により計測した枚数が所定枚数を経過した際に設定することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 装置内部の温度変化を検出する温度検出手段を有し、
   前記副走査方向シフト量は、前記温度検出手段により検出した温度変化が所定の閾値を越えた際に設定することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記記録画素に出力すべき光出力ランクの算出を実行させる算出実行手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 記録しようとする記録画素と、前記記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査前の記録画素と、前記記録画素と主走査位置が同じで副走査位置が１走査後の記録画素と、の３つの記録画素の濃度情報と、副走査ピッチよりも小さい所望の副走査方向シフト量とから、前記記録画素に出力すべき光出力ランクを算出し、予め定めた光出力ランクに対応した露光量の光を前記記録画素の位置に出力し、複数の光ビームで同時に記録媒体上を走査し、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において実行される画像処理プログラムであって、
   前記記録画素に出力すべき光出力ランクの算出処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
7. 請求項６記載の画像処理プログラムを記録した記録媒体。

Images