JP2004268503A - 周波数変調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】印字比率を高精度に補正することができ、高い印字品質を得ることができる周波数変調装置を提供する。
【解決手段】主走査倍率補正回路は、基準画像（図９に示す）を読み取り、読み取られた基準画像中の分割された各セグメントにそれぞれ対応する画素間距離（主走査間隔信号４）を計測し、計測された画素間距離（主走査間隔信号４）のそれぞれと理想画素間距離との誤差比率γｋを算出し、算出された誤差比率γｋのそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数αｋを変更する。
【選択図】 図２
【解決手段】主走査倍率補正回路は、基準画像（図９に示す）を読み取り、読み取られた基準画像中の分割された各セグメントにそれぞれ対応する画素間距離（主走査間隔信号４）を計測し、計測された画素間距離（主走査間隔信号４）のそれぞれと理想画素間距離との誤差比率γｋを算出し、算出された誤差比率γｋのそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数αｋを変更する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光ドラムなどの像担持体上を走査するレーザビームのオン／オフ制御に用いられる画像クロックを生成する周波数変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、一般に、半導体レーザのレーザビーム駆動回路により発光するレーザビームが画像信号によってオン／オフされ、このレーザビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、ｆ−θレンズを介して感光ドラムに照射することによって、潜像形成が行われる。ｆ−θレンズは、レーザビームの集光作用、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作用などの光学特性を有し、レーザビームを、感光ドラム上に等速で結合走査するために設けられる。よって、ｆ−θレンズの特性は、走査方向での印字精度に大きな影響を与えるものである。
【０００３】
ここで、図１０に印字位置とｆ−θレンズの歪率との関係の一例を示す。ｆ−θレンズにおいては、その中央部（印字位置中央）から端部に進むほど、歪率が大きくなり、これが画像両端での印字位置のずれの発生に大きな影響を及ぼす。
【０００４】
このようなｆ−θレンズの特性に起因する印字位置のずれを極力小さく抑制するために、従来では周波数変調技術を用いて画像書き出しクロックの周波数を変調し、電気的に印字位置のずれを補正する技術が用いられている。例えば、１走査区間に対して一意的に周波数を可変する方法や、１走査区間を分割し、アナログ的に周波数を変調する方法などがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２８２７６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０から分かるように、ｆ−θレンズの特性は複雑であり、かつレンズ材質によっては歪率が大きくなるので、１走査区間に対して一意的に周波数を可変する方法や、１走査区間を分割し、アナログ的に周波数を変調する方法では、ｆ−θレンズの特性に起因する印字位置のずれに対する補正精度が見込めず、その結果、印字品質を損なうことになる。
【０００７】
本発明の目的は、印字品質を損なうことなく、印字比率を補正することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【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、像担持体上のレーザビームで走査される主走査ラインを画素単位で複数のセグメントに分割するセグメント分割手段と、基準クロック周期と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する変倍係数とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期を算出する補助クロック算出手段と、予め設定されている初期周期値と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有する周波数変調装置であって、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の前記複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測する走査間隔計測手段と、基準値を格納する基準値格納手段と、前記計測された注目画像間距離のそれぞれと前記基準値との誤差比率を算出する誤差比率算出手段と、前記算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更する変倍係数変更手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の光学走査ユニットの構成を模式的に示す図である。
【００１１】
光学走査ユニットは、図１に示すように、半導体レーザおよびコリメートレンズ（図示せず）などから構成されるレーザユニット３６と、レーザユニット３６を駆動するレーザ駆動回路３５とを有する。レーザ駆動回路３５には、レーザビームのオン／オフ制御のための制御信号として、後述する、印字パターン制御信号と画像クロックとが主走査倍率補正回路から供給される。
【００１２】
非画像領域において、レーザユニット３６から出射したレーザビームＬ１は、シリンドリカルレンズ３７を介して、ポリゴンミラー３８に到達する。ポリゴンミラー３８は、スキャナモータユニット３９によって等角速度で回転されている。ポリゴンミラー３８に到達したレーザビームは、ポリゴンミラー３８によって偏向され、この偏向されたレーザビームは、ｆ−θレンズ４０に入射する。ｆ−θレンズ４０に入射したレーザビームは、ｆ−θレンズ４０の集光作用、歪曲収差補正作用を受けて、感光ドラム４２の回転方向と直角方向に等速走査するレーザビームに変換される。そして、このレーザビームは、ビーム検出センサ４３によって受光される。
【００１３】
画像領域においては、レーザビームＬ２が、レーザビームＬ１と同様に、シリンドリカルレンズ３７、ポリゴンミラー３８およびｆ−θレンズ４０を経て、感光ドラム４２の回転方向と直角方向に等速走査するレーザビームに変換される。そして、ｆ−θレンズ４０を通過したレーザビームは、反射ミラー４１で反射され、感光ドラム４２上に照射される。この照射されたレーザビームにより、感光ドラム４２上には潜像が形成され、この形成された潜像は、トナーによりトナー像として可視像化される。そして、このトナー像が用紙上に転写、定着され、これにより、用紙上には画像が形成される。
【００１４】
次に、上記主走査倍率補正回路について図２を参照しながら説明する。図２は本発明の一実施形態に係る主走査倍率補正回路の構成を示すブロック図である。
【００１５】
主走査倍率補正回路は、画像クロックを変調することによって、主走査ラインの印字比率（印字位置のずれ）を補正することが可能な回路である。主走査倍率補正回路は、図２に示すように、主走査間隔ｄｋ検出回路１を備える。主走査間隔ｄｋ検出回路１は、後述する画像読取り部で読み取られた基準画像中の注目画素間距離を主走査間隔として検出し、その検出された間隔の値を示す主走査間隔信号２を出力する。この主走査間隔信号２は、主走査間隔ｄｋ計測回路３に入力され、主走査間隔ｄｋ計測回路３は、主走査間隔信号２を、時間データである主走査間隔計測信号４に変換する。この主走査間隔ｄｋ検出回路１および主走査間隔ｄｋ計測回路３の詳細については、後述する。
【００１６】
主走査間隔計測信号４は、スイッチＳＷに入力される。ここで、スイッチＳＷの切り替えは、画像クロック生成部１７から出力された変調クロック制御信号３３により制御され、このスイッチＳＷの切り替え動作に応じて、主走査間隔計測信号４は、初期誤差比率γ０算出回路７または誤差比率γｋ算出回路１３に供給される。
【００１７】
初期誤差比率γ０算出回路７は、主走査間隔計測信号４が示す値と初期値ｄｓ格納回路５に予め設定された初期値６との比率を算出し、その比率を初期誤差比率信号８として出力する。この初期誤差比率信号８は初期誤差比率γ０格納回路９に格納される。
【００１８】
誤差比率γｋ算出回路１３は、主走査間隔計測信号４が示す値と所定値ｄ格納回路１１に予め設定されている所定値１２との比率を算出し、その比率を誤差比率信号１４として出力する。この誤差比率信号１４は、誤差比率γｋ格納回路１５に格納される。
【００１９】
初期誤差比率γ０格納回路９に格納された初期誤差比率信号８および誤差比率γｋ格納回路１５に格納された誤差比率信号１４は画像クロック生成部１７に入力される。画像クロック生成部１７は、上記初期誤差比率信号８が示す値または誤差比率信号１４が示す値に基づいて予め設定された画像クロックを周波数変調し、画像クロック１８として出力する。また、画像クロック生成部１７は、上記画像読取り部で読み取られた画像を示す印字パターン制御信号１９を出力する。
【００２０】
次に、上記画像クロック生成部１７の構成について図３および図４を参照しながら説明する。図３は図２の画像クロック生成部１７の構成を示すブロック図、図４はセグメントとセグメント内の画像クロック１８の周期との関係を示すグラフである。
【００２１】
画像クロック生成部１７は、図３に示すように、基準クロック発生部２０と、変倍係数設定レジスタ２２と、補助画素発生回路２４と、初期周期設定レジスタ２６と、変調クロック制御回路３０と、画素数設定レジスタ３１と、変調クロック発生回路２８とを有する。
【００２２】
基準クロック発生部２０は、任意の周波数である基準クロック信号２１を発生する。変倍係数設定レジスタ２２においては、誤差比率γｋに応じて、基準クロック信号２１の周期比率を可変するための変倍係数２３が設定され、保持される。
【００２３】
補助画素発生回路２４は、基準クロック信号２１および変倍係数２３に基づいて補助画素周期２５を発生する。ここで、例えば基準クロック信号２１の周期をτｒｅｆ、変倍係数２３をαｋ、補助画素周期２５をΔτとすると、Δτは次の（１）式で表される。
【００２４】
Δτ＝αｋ・τｒｅｆ …（１）
ここで、変倍係数２３（αｋ）は、補助画素周期２５（Δτ）が画像クロック１８の周期より充分に短くなるような値に設定されている。
【００２５】
初期周期設定レジスタ２６においては、初期誤差比率γ０に応じて、画像クロック生成部１７から出力される画像クロック１８の周期の初期値２７（τｖｄｏ）が設定され、保持される。
【００２６】
変調クロック制御回路３０は、主走査方向に走査する１ライン内を、任意数の画素で構成するセグメントに分割し、複数のセグメントを形成する。そして、変調クロック制御回路３０は、各セグメント間または各セグメント内での画像クロック周期を制御する。セグメント内の画素数は、画素数設定レジスタ３１内の画素数設定値３２によって設定される。各セグメント間での画素数は、同一数でも異なる値でもよい。
【００２７】
ここで、変調クロック制御回路３０の動作の詳細について説明する。変調クロック制御回路３０は、ビーム検出センサ４３から出力される書き出し基準となる信号であるビーム検出信号（ＢＤ信号）２９が入力されると、最初のセグメント（セグメント０）に対する変調クロック制御信号３３を生成し、変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、初期周期設定レジスタ２６に保持されている初期周期２７（τｖｄｏ）の画像クロック１８を出力する。
【００２８】
次のセグメント（セグメント１）に対して、変調クロック制御回路３０は、次のセグメント（セグメント１）に対する変調クロック制御信号３３を生成し、変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、補助画素周期２５（Δτ）と初期周期２７（τｖｄｏ）に基づいて次の（２）式で表される周期を有する変調クロック信号ΔＴ１を画像クロック１８として生成する。
【００２９】
ΔＴ１＝τｖｄｏ＋α１・τｒｅｆ …（２）
ここで、α１はセグメント１に対する変倍係数である。
【００３０】
同様に、さらに次のセグメント（セグメント２）に対しては、変調クロック制御回路３０は、さらに次のセグメント（セグメント２）に対する変調クロック制御信号３３を変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、補助画素周期２５と初期周期２７に基づいて次の（３）式で表される周期を有する変調クロック信号ΔＴ２を画像クロック１８として生成する。
【００３１】
ΔＴ２＝τｖｄｏ＋α１・τｒｅｆ＋α２・τｒｅｆ …（３）
ここで、α２はセグメント２に対する変倍係数である。
【００３２】
セグメント２以降にさらにセグメントがある場合も、同様の手順で、そのセグメントに対する変調クロック信号が生成され、画像クロック１８として出力される。
【００３３】
以上のように、変調クロック制御回路３０の制御により、１走査ライン内で複数の周期を有する画像クロック１８が変調クロック発生回路２８から出力されることになる。
【００３４】
さらに、変調クロック制御回路３０においては、各セグメントの切り替えの少なくとも１個所で、切り替え前セグメント内の最終画素または最終画素から遡った任意の複数画素が選択され、選択された画素を含む印字パターン制御信号１９を発生する。ただし、各ラインにおけるセグメント切り替えパターンの出力場所は、同一位置とする。
【００３５】
上述した制御方法の場合は、１走査ラインを複数のセグメントに分割し、セグメント毎に一定の画像クロック１８を生成するものであるが、各セグメント内において画像クロックの周波数変調を行うようにしてもよい。
【００３６】
このセグメント内で画像クロックの周波数変調を行う場合についてのセグメント周期の制御方法について図５を参照しながら説明する。図５はセグメント内の画像クロック１８の周期を多段階に可変させたときの関係を示すグラフである。
【００３７】
初期セグメント（セグメント０）から画像クロック１８の周波数を可変する場合、図５（ａ）に示すように、初期周期をτｖｄｏ、１セグメント当りの画素数をｎ、変倍係数（セグメント０）をα１、基準クロック周期をτｒｅｆとすると、セグメント０での１画素当りの周期Δτａおよびセグメント０の総周期ΔＴ０は、次の（４）および（５）式で表される。
【００３８】
初期セグメント（セグメント０）の画像クロック１８の周波数を固定し、以降のセグメントの画像クロック１８の周波数を可変する場合、図５（ｂ）に示すように、セグメント０の総周期をΔＴ０とすると、次の（６）式で表される。
【００３９】
ΔＴ０＝ｎ・τｖｄｏ …（６）
一方、初期セグメントの次のセグメントすなわちセグメント１に対して、変倍係数（セグメント１）をα２、基準クロック周期をτｒｅｆとすると、セグメント１での１画素当りの周期Δτｂおよびセグメント１の総周期ΔＴ１は、次の（７）および（８）式で表される。
【００４０】
そして、さらに以降の各セグメントに関しても、同様の式で１画素当りの周期Δτｂおよび各セグメントの総周期ΔＴｎ（ｎ≧２）を表すことができる。
【００４１】
このように、初期セグメント（セグメント０）から画像クロック１８の周波数を可変する場合、初期セグメント（セグメント０）の画像クロック１８の周波数を固定し、以降のセグメントの画像クロック１８の周波数を可変する場合のいずれの場合においても、図５から明らかなように、セグメントの切り替え位置における連続性が保持される。
【００４２】
次に、初期誤差比率γ０および誤差比率γｋの算出方法、およびそれらに応じた初期周期２７および変倍係数２３の補正方法について図６を参照しながら説明する。図６は図２の主走査倍率補正回路における制御方法を説明するための図である。
【００４３】
初期周期設定レジスタ２６には初期誤差比率γ０に応じた値、変倍係数設定レジスタ２２には誤差比率γｋに応じた値がそれぞれ保持されており、これらに基づいて、画像クロック１８が生成される。この初期誤差比率γ０は、ＢＤ信号２９に基づいて決定される書き出し基準位置から最初に印字される画素の実際の印字位置までの距離（セグメント０の長さ）と、上記書き出し基準位置から最初に印字される画素の理想の印字位置までの距離（セグメント０の長さ）との比率を表すものである。誤差比率γｋは、ある画素の実際の印字位置から次の画素の実際の印字位置までの距離（セグメント１，…の長さ）と、ある画素の理想の印字位置から次の画素の理想の印字位置までの距離（セグメント１，…の長さ）との比率を表すものである。
【００４４】
ここで、実際の印字位置とは、所定の画像クロック１８に基づいて、セグメント毎に１画素印字を設定した印字パターン制御信号１９による印字パターンを印字した場合の画素の印字位置であり、この印字位置は、その印字パターンを読み取ることによって得られるものである。この実際の印字位置の検出手順については後述する。
【００４５】
上記印字パターンは、各セグメントの切替前後の１ｄｏｔまたは複数ｄｏｔで構成される。例えば印字パターンのセグメント０に対しては、セグメント０区間の最後の１ｄｏｔ、またはセグメント０区間の最後の複数ｄｏｔで、また、印字パターンのセグメント１に対しては、セグメント１区間の最初の１ｄｏｔ（ドット）またはセグメント１区間の最初の複数ｄｏｔで構成される。または、セグメント０区間の最後部とセグメント１区間の最初部にまたがる複数ｄｏｔで構成するようにしてもよい。さらに、セグメント分割数をｍ、印字されるパターン数をｋとすると、２≦ｋ≦ｍ≦２５６の関係があり、セグメントの切り替わりで必ずしも印字しなくともよい。さらに、セグメント０区間で印字する場合の画像クロックはＴ０＝τｖｄｏとなり、セグメント１区間で印字する場合の画像クロックはＴ１＝α１・τｒｅｆとなる。
【００４６】
これに対し、理想の印字位置とは、予め想定されたｆ−θレンズの光学特性および画像クロック周期などを考慮して上記印字パターンにおける画素位置として予め理論的に求められたものである。上記書き出し基準位置から最初に印字される画素の理想の印字位置までの距離［理論値］ｄｓは、初期値６として初期値ｄｓ格納回路５に格納されており、ある画素の理想の印字位置から次の画素の理想の印字位置までの距離［理論値］ｄは、所定値１２として所定値ｄ格納回路１１に格納されている。
【００４７】
初期セグメントに対する初期周期をＳ、補正後の初期周期をＳ’とし、また、書き出し基準位置から最初に印字される画素の実際の印字位置までの距離をｄｓ’とすると、初期誤差比率γ０はｄｓ’／ｄｓと表され、次の（９）式が成り立つ。
【００４８】
Ｓ’＝Ｓ・（ｄｓ’／ｄｓ）
Ｓ’＝γ０・Ｓ …（９）
よって、初期周期設定レジスタ２６に予め格納されている初期周期Ｓ（理論値）は、上記（９）式に従い、初期誤差比率γ０に応じた周期Ｓ’に補正される。
【００４９】
一方、各セグメント（セグメント１からのセグメント）を構成する画素数をｎ、単位セグメント当りの周期をｔ、解像度（印字幅）をＤｄｐｉとすると、理想の印字位置では、（１０）式が成り立つ。
【００５０】
ｔ＝ｎ・τｖｄｏ
ｄ＝ｎ／Ｄｄｐｉ …（１０）
ここで、τｖｄｏは画像クロック周期である。
【００５１】
同様に実際の印字位置では、セグメント１での画像クロック周期をτｓｅｇ１、実際の解像度をＤｄｐｉ１’とすると、（１１）式が成り立つ。
【００５２】
ｔ＝ｎ・τｓｅｇ１
ｄ１＝ｎ／Ｄｄｐｉ１’ …（１１）
これにより、セグメント１における所定値ｄ格納回路１１に格納された理想の印字位置ｄと主走査間隔ｄｋ計測回路３で計測された実際の印字位置ｄ１（主走査間隔計測信号４）の関係から、誤差比率γ１はｄ１／ｄと表され、（１２）式が得られる。
【００５３】
セグメント１を構成する補助画素周期Ｔ１は基準クロック周期τｒｅｆおよび変倍係数αから補助画素周期Ｔ１＝τｒｅｆ・α１となり、補正後の変倍係数α１’は、（１３）式のように求められる。
【００５４】
τｓｅｇ１＝τｒｅｆ・α１’＝γ１・τｖｄｏ
α１’＝γ１・（τｖｄｏ／τｒｅｆ） …（１３）
同様に、セグメント２における理想の印字位置ｄと実際の印字位置ｄ２の関係からｄ２／ｄを誤差比率γ２とすると、セグメント２を構成する補助画素周期Ｔ２は、変倍係数をα２とした場合、補助画素周期Ｔ２＝τｒｅｆ・α２となり、補正後の変倍係数α２’は、（１４）式のように求められる。
【００５５】
τｓｅｇ２＝τｒｅｆ・α２’＝γ２・τｖｄｏ
α２’＝γ２・（τｖｄｏ／τｒｅｆ） …（１４）
このようにして、変倍係数設定レジスタ２２に予め格納されている変倍係数（α１，α２；理論値）は、上記（１３），（１４）式に従い、誤差比率γｋ（γ１，γ２）に応じた変倍係数（α１’，α２’）に補正される。
【００５６】
次に、実際の印字位置の検出手順について図７ないし図９を参照しながら説明する。図７は図２の主走査間隔ｄｋ検出回路１および主走査間隔ｄｋ計測回路３の内部構成を示すブロック図、図８は図７の主要ブロックのタイミングチャート、図９は印字パターンの一例を示す図である。
【００５７】
主走査間隔ｄｋ検出回路１は、図７に示すように、リーダスキャナなどで構成される画像読取り部４５、比較器４９および閾値電圧Ｖｔｈ発生部４８を有する。
【００５８】
主走査間隔ｄｋ計測回路３は、ＡＮＤ回路５０と、カウンタクロック発生器（ＣＬＫ）５２と、カウンタ５３と、平均化回路５５と、主走査周期格納回路５７と、初期周期補正回路５８とを有する。
【００５９】
主走査間隔ｄｋ検出回路１においては、実際の印字位置を検出するために、例えば図９に示す印字パターンを読み取る際には、図８に示すように、まず、画像読取り部４５からスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６が出力される。スタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６は、主走査毎に出力される走査開始信号である。そして、画像読取り部４５からの画像読取り出力４７が比較器４９に入力される。比較器４９においては、画像読取り出力４７と閾値電圧Ｖｔｈ発生部４８からの閾値電圧Ｖｔｈとが比較され、この比較結果が二値化される。この二値化信号は、主走査間隔信号２として主走査間隔ｄｋ計測回路３に出力される。
【００６０】
主走査間隔ｄｋ計測回路３においては、主走査間隔信号２とスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６がＡＮＤ回路５０に入力される。ＡＮＤ回路５０は、Ｈレベルの主走査間隔信号２またはスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６が入力される毎にクリア信号（ｃｌｒ信号）５１をカウンタ５３に入力する。カウンタ５３は、カウンタ５３からのクリア信号（ｃｌｒ信号）５１の入力から次のクリア信号５１が入力されるまで、ＣＬＫ５２から発生されるカウンタクロックをカウントし、そのカウント値５４を出力する。例えば、スタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６の入力からＨレベルの主走査間隔信号２が入力されるまでのカウント値は、書き出し基準位置から最初に印字される画素の実際の印字位置までの距離すなわちセグメント０の主走査方向の長さに対応する初期周期カウント値である。カウンタ５３のカウント値５４は、平均化回路５５に入力される。平均回路５５は、所定回数の主走査読取りが終了するまでのすなわち所定回数のスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６の入力があるまでの主走査毎の各カウント値５４をそれぞれ平均化する。この平均化回路５５による平均化は、画像読取り部４５での誤差を抑える目的で行われるものであり、その平均回数は任意の回数でよい。そして、この平均化された各カウント値５６は、主走査周期格納回路５７に保持される。
【００６１】
主走査周期格納回路５７に格納されている平均化されたカウント値５６の内、初期周期カウント値は、画像読取り部４５の走査開始タイミングに対して書き出しタイミングを補正するために、初期周期補正回路５８により補正される。これは、主走査間隔ｄｋ計測回路３で用いているスタートパルス４６と書き出し位置を決定するＢＤ信号２９との間に位相差があるためである。
【００６２】
そして、主走査周期格納回路５７に格納されている平均化されたカウント値５６は、主走査間隔計測信号４としてスイッチＳＷに出力される。ここで、初期周期すなわちセグメント０に対する主走査間隔計測信号４がスイッチＳＷに入力される場合、スイッチＳＷは、画像クロック生成部１７からの変調クロック制御信号３３により、初期周期に対する主走査間隔計測信号４が初期誤差比率γ０算出回路７に入力されるように切り替え動作する。また、他のセグメントに対する主走査間隔計測信号４がスイッチＳＷに入力される場合、スイッチＳＷは、画像クロック生成部１７からの変調クロック制御信号３３により、他のセグメントに対する主走査間隔計測信号４が誤差比率γｋ算出回路１３に入力されるように切り替え動作する。
【００６３】
このように、本実施形態では、基準画像（図９に示す）を読み取り、読み取られた基準画像中の分割された各セグメントにそれぞれ対応する画素間距離（主走査間隔信号４）を計測し、計測された画素間距離のそれぞれと理想画素間距離との誤差比率γｋを算出し、算出された誤差比率γｋのそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数αｋを変更するので、印字比率を高精度に補正することができ、高い印字品質を得ることができる。
【００６４】
また、上記主走査倍率補正回路を構成するブロックの全て（但し、主走査間隔ｄｋ検出回路１の画像読取り部を除く）または一部を、ＡＳＩＣまたは他の集積回路などとして構成することは可能である。
【００６５】
本発明の実施態様を以下に列挙する。
【００６６】
［実施態様１］ 像担持体上のレーザビームで露光走査される主走査ラインを画素単位で複数のセグメントに分割するセグメント分割手段と、基準クロック周期と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する変倍係数とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期を算出する補助クロック算出手段と、予め設定されている初期周期値と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有する周波数変調装置であって、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の前記複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測する走査間隔計測手段と、基準値を格納する基準値格納手段と、前記計測された注目画像間距離のそれぞれと前記基準値との誤差比率を算出する誤差比率算出手段と、前記算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更する変倍係数変更手段とを備えることを特徴とする周波数変調装置。
【００６７】
［実施態様２］ 前記初期周期値を変更する初期周期値変更手段を備えることを特徴とする実施態様１記載の周波数変調装置。
【００６８】
［実施態様３］ 請求項１記載の周波数変調装置が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【００６９】
［実施態様４］ 像担持体上のレーザビームで露光走査される主走査ラインを画素単位で複数のセグメントに分割するセグメント分割手段と、基準クロック周期と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する変倍係数とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期を算出する補助クロック算出手段と、予め設定されている初期周期値と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有する周波数変調装置の周波数変調方法であって、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の前記複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測する走査間隔計測工程と、前記計測された注目画像間距離のそれぞれと予め設定されている基準値との誤差比率を算出する誤差比率算出工程と、前記算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更する変倍係数変更工程とを備えることを特徴とする周波数変調方法。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測し、計測された注目画像間距離のそれぞれと基準値との誤差比率を算出し、算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更するので、印字比率を高精度に補正することができ、高い印字品質を得ることができる。
【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光学走査ユニットの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る主走査倍率補正回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の画像クロック生成部１７の構成を示すブロック図である。
【図４】セグメントとセグメント内の画像クロック１８の周期との関係を示すグラフである。
【図５】セグメント内の画像クロック１８の周期を多段階に可変させたときの関係を示すグラフである。
【図６】図２の主走査倍率補正回路における制御方法を説明するための図である。
【図７】図２の主走査間隔ｄｋ検出回路１および主走査間隔ｄｋ計測回路３の内部構成を示すブロック図である。
【図８】図７の主要ブロックのタイミングチャートである。
【図９】印字パターンの一例を示す図である。
【図１０】印字位置とｆ−θレンズの歪率との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 主走査間隔ｄｋ検出回路
３ 主走査間隔ｄｋ計測回路
５ 初期値ｄｓ格納回路
７ 初期誤差比率γ０算出回路
９ 初期誤差比率γ０格納回路
１１ 所定値ｄ格納回路
１３ 誤差比率γｋ算出回路
１５ 誤差比率γｋ格納回路
１７ 画像クロック生成部
２０ 基準クロック発生部
２２ 変倍係数設定レジスタ
２４ 補助画素発生回路
２６ 初期周期設定レジスタ
２８ 変調クロック発生回路
３０ 変調クロック制御回路
３１ 画素数設定レジスタ
３５ レーザ駆動回路
３６ レーザユニット
４０ ｆ−θレンズ
４２ 感光ドラム
４３ ビーム検出センサ
４５ 画像読取り部
５３ カウンタ
５５ 平均化回路
５７ 主走査周期格納回路
５８ 初期周期補正回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光ドラムなどの像担持体上を走査するレーザビームのオン／オフ制御に用いられる画像クロックを生成する周波数変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、一般に、半導体レーザのレーザビーム駆動回路により発光するレーザビームが画像信号によってオン／オフされ、このレーザビームを回転多面鏡（ポリゴンミラー）で走査し、ｆ−θレンズを介して感光ドラムに照射することによって、潜像形成が行われる。ｆ−θレンズは、レーザビームの集光作用、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作用などの光学特性を有し、レーザビームを、感光ドラム上に等速で結合走査するために設けられる。よって、ｆ−θレンズの特性は、走査方向での印字精度に大きな影響を与えるものである。
【０００３】
ここで、図１０に印字位置とｆ−θレンズの歪率との関係の一例を示す。ｆ−θレンズにおいては、その中央部（印字位置中央）から端部に進むほど、歪率が大きくなり、これが画像両端での印字位置のずれの発生に大きな影響を及ぼす。
【０００４】
このようなｆ−θレンズの特性に起因する印字位置のずれを極力小さく抑制するために、従来では周波数変調技術を用いて画像書き出しクロックの周波数を変調し、電気的に印字位置のずれを補正する技術が用いられている。例えば、１走査区間に対して一意的に周波数を可変する方法や、１走査区間を分割し、アナログ的に周波数を変調する方法などがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−２８２７６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０から分かるように、ｆ−θレンズの特性は複雑であり、かつレンズ材質によっては歪率が大きくなるので、１走査区間に対して一意的に周波数を可変する方法や、１走査区間を分割し、アナログ的に周波数を変調する方法では、ｆ−θレンズの特性に起因する印字位置のずれに対する補正精度が見込めず、その結果、印字品質を損なうことになる。
【０００７】
本発明の目的は、印字品質を損なうことなく、印字比率を補正することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【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、像担持体上のレーザビームで走査される主走査ラインを画素単位で複数のセグメントに分割するセグメント分割手段と、基準クロック周期と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する変倍係数とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期を算出する補助クロック算出手段と、予め設定されている初期周期値と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有する周波数変調装置であって、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の前記複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測する走査間隔計測手段と、基準値を格納する基準値格納手段と、前記計測された注目画像間距離のそれぞれと前記基準値との誤差比率を算出する誤差比率算出手段と、前記算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更する変倍係数変更手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の光学走査ユニットの構成を模式的に示す図である。
【００１１】
光学走査ユニットは、図１に示すように、半導体レーザおよびコリメートレンズ（図示せず）などから構成されるレーザユニット３６と、レーザユニット３６を駆動するレーザ駆動回路３５とを有する。レーザ駆動回路３５には、レーザビームのオン／オフ制御のための制御信号として、後述する、印字パターン制御信号と画像クロックとが主走査倍率補正回路から供給される。
【００１２】
非画像領域において、レーザユニット３６から出射したレーザビームＬ１は、シリンドリカルレンズ３７を介して、ポリゴンミラー３８に到達する。ポリゴンミラー３８は、スキャナモータユニット３９によって等角速度で回転されている。ポリゴンミラー３８に到達したレーザビームは、ポリゴンミラー３８によって偏向され、この偏向されたレーザビームは、ｆ−θレンズ４０に入射する。ｆ−θレンズ４０に入射したレーザビームは、ｆ−θレンズ４０の集光作用、歪曲収差補正作用を受けて、感光ドラム４２の回転方向と直角方向に等速走査するレーザビームに変換される。そして、このレーザビームは、ビーム検出センサ４３によって受光される。
【００１３】
画像領域においては、レーザビームＬ２が、レーザビームＬ１と同様に、シリンドリカルレンズ３７、ポリゴンミラー３８およびｆ−θレンズ４０を経て、感光ドラム４２の回転方向と直角方向に等速走査するレーザビームに変換される。そして、ｆ−θレンズ４０を通過したレーザビームは、反射ミラー４１で反射され、感光ドラム４２上に照射される。この照射されたレーザビームにより、感光ドラム４２上には潜像が形成され、この形成された潜像は、トナーによりトナー像として可視像化される。そして、このトナー像が用紙上に転写、定着され、これにより、用紙上には画像が形成される。
【００１４】
次に、上記主走査倍率補正回路について図２を参照しながら説明する。図２は本発明の一実施形態に係る主走査倍率補正回路の構成を示すブロック図である。
【００１５】
主走査倍率補正回路は、画像クロックを変調することによって、主走査ラインの印字比率（印字位置のずれ）を補正することが可能な回路である。主走査倍率補正回路は、図２に示すように、主走査間隔ｄｋ検出回路１を備える。主走査間隔ｄｋ検出回路１は、後述する画像読取り部で読み取られた基準画像中の注目画素間距離を主走査間隔として検出し、その検出された間隔の値を示す主走査間隔信号２を出力する。この主走査間隔信号２は、主走査間隔ｄｋ計測回路３に入力され、主走査間隔ｄｋ計測回路３は、主走査間隔信号２を、時間データである主走査間隔計測信号４に変換する。この主走査間隔ｄｋ検出回路１および主走査間隔ｄｋ計測回路３の詳細については、後述する。
【００１６】
主走査間隔計測信号４は、スイッチＳＷに入力される。ここで、スイッチＳＷの切り替えは、画像クロック生成部１７から出力された変調クロック制御信号３３により制御され、このスイッチＳＷの切り替え動作に応じて、主走査間隔計測信号４は、初期誤差比率γ０算出回路７または誤差比率γｋ算出回路１３に供給される。
【００１７】
初期誤差比率γ０算出回路７は、主走査間隔計測信号４が示す値と初期値ｄｓ格納回路５に予め設定された初期値６との比率を算出し、その比率を初期誤差比率信号８として出力する。この初期誤差比率信号８は初期誤差比率γ０格納回路９に格納される。
【００１８】
誤差比率γｋ算出回路１３は、主走査間隔計測信号４が示す値と所定値ｄ格納回路１１に予め設定されている所定値１２との比率を算出し、その比率を誤差比率信号１４として出力する。この誤差比率信号１４は、誤差比率γｋ格納回路１５に格納される。
【００１９】
初期誤差比率γ０格納回路９に格納された初期誤差比率信号８および誤差比率γｋ格納回路１５に格納された誤差比率信号１４は画像クロック生成部１７に入力される。画像クロック生成部１７は、上記初期誤差比率信号８が示す値または誤差比率信号１４が示す値に基づいて予め設定された画像クロックを周波数変調し、画像クロック１８として出力する。また、画像クロック生成部１７は、上記画像読取り部で読み取られた画像を示す印字パターン制御信号１９を出力する。
【００２０】
次に、上記画像クロック生成部１７の構成について図３および図４を参照しながら説明する。図３は図２の画像クロック生成部１７の構成を示すブロック図、図４はセグメントとセグメント内の画像クロック１８の周期との関係を示すグラフである。
【００２１】
画像クロック生成部１７は、図３に示すように、基準クロック発生部２０と、変倍係数設定レジスタ２２と、補助画素発生回路２４と、初期周期設定レジスタ２６と、変調クロック制御回路３０と、画素数設定レジスタ３１と、変調クロック発生回路２８とを有する。
【００２２】
基準クロック発生部２０は、任意の周波数である基準クロック信号２１を発生する。変倍係数設定レジスタ２２においては、誤差比率γｋに応じて、基準クロック信号２１の周期比率を可変するための変倍係数２３が設定され、保持される。
【００２３】
補助画素発生回路２４は、基準クロック信号２１および変倍係数２３に基づいて補助画素周期２５を発生する。ここで、例えば基準クロック信号２１の周期をτｒｅｆ、変倍係数２３をαｋ、補助画素周期２５をΔτとすると、Δτは次の（１）式で表される。
【００２４】
Δτ＝αｋ・τｒｅｆ …（１）
ここで、変倍係数２３（αｋ）は、補助画素周期２５（Δτ）が画像クロック１８の周期より充分に短くなるような値に設定されている。
【００２５】
初期周期設定レジスタ２６においては、初期誤差比率γ０に応じて、画像クロック生成部１７から出力される画像クロック１８の周期の初期値２７（τｖｄｏ）が設定され、保持される。
【００２６】
変調クロック制御回路３０は、主走査方向に走査する１ライン内を、任意数の画素で構成するセグメントに分割し、複数のセグメントを形成する。そして、変調クロック制御回路３０は、各セグメント間または各セグメント内での画像クロック周期を制御する。セグメント内の画素数は、画素数設定レジスタ３１内の画素数設定値３２によって設定される。各セグメント間での画素数は、同一数でも異なる値でもよい。
【００２７】
ここで、変調クロック制御回路３０の動作の詳細について説明する。変調クロック制御回路３０は、ビーム検出センサ４３から出力される書き出し基準となる信号であるビーム検出信号（ＢＤ信号）２９が入力されると、最初のセグメント（セグメント０）に対する変調クロック制御信号３３を生成し、変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、初期周期設定レジスタ２６に保持されている初期周期２７（τｖｄｏ）の画像クロック１８を出力する。
【００２８】
次のセグメント（セグメント１）に対して、変調クロック制御回路３０は、次のセグメント（セグメント１）に対する変調クロック制御信号３３を生成し、変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、補助画素周期２５（Δτ）と初期周期２７（τｖｄｏ）に基づいて次の（２）式で表される周期を有する変調クロック信号ΔＴ１を画像クロック１８として生成する。
【００２９】
ΔＴ１＝τｖｄｏ＋α１・τｒｅｆ …（２）
ここで、α１はセグメント１に対する変倍係数である。
【００３０】
同様に、さらに次のセグメント（セグメント２）に対しては、変調クロック制御回路３０は、さらに次のセグメント（セグメント２）に対する変調クロック制御信号３３を変調クロック発生回路２８に出力する。この変調クロック制御信号３３を受けた変調クロック発生回路２８は、補助画素周期２５と初期周期２７に基づいて次の（３）式で表される周期を有する変調クロック信号ΔＴ２を画像クロック１８として生成する。
【００３１】
ΔＴ２＝τｖｄｏ＋α１・τｒｅｆ＋α２・τｒｅｆ …（３）
ここで、α２はセグメント２に対する変倍係数である。
【００３２】
セグメント２以降にさらにセグメントがある場合も、同様の手順で、そのセグメントに対する変調クロック信号が生成され、画像クロック１８として出力される。
【００３３】
以上のように、変調クロック制御回路３０の制御により、１走査ライン内で複数の周期を有する画像クロック１８が変調クロック発生回路２８から出力されることになる。
【００３４】
さらに、変調クロック制御回路３０においては、各セグメントの切り替えの少なくとも１個所で、切り替え前セグメント内の最終画素または最終画素から遡った任意の複数画素が選択され、選択された画素を含む印字パターン制御信号１９を発生する。ただし、各ラインにおけるセグメント切り替えパターンの出力場所は、同一位置とする。
【００３５】
上述した制御方法の場合は、１走査ラインを複数のセグメントに分割し、セグメント毎に一定の画像クロック１８を生成するものであるが、各セグメント内において画像クロックの周波数変調を行うようにしてもよい。
【００３６】
このセグメント内で画像クロックの周波数変調を行う場合についてのセグメント周期の制御方法について図５を参照しながら説明する。図５はセグメント内の画像クロック１８の周期を多段階に可変させたときの関係を示すグラフである。
【００３７】
初期セグメント（セグメント０）から画像クロック１８の周波数を可変する場合、図５（ａ）に示すように、初期周期をτｖｄｏ、１セグメント当りの画素数をｎ、変倍係数（セグメント０）をα１、基準クロック周期をτｒｅｆとすると、セグメント０での１画素当りの周期Δτａおよびセグメント０の総周期ΔＴ０は、次の（４）および（５）式で表される。
【００３８】
【００３９】
ΔＴ０＝ｎ・τｖｄｏ …（６）
一方、初期セグメントの次のセグメントすなわちセグメント１に対して、変倍係数（セグメント１）をα２、基準クロック周期をτｒｅｆとすると、セグメント１での１画素当りの周期Δτｂおよびセグメント１の総周期ΔＴ１は、次の（７）および（８）式で表される。
【００４０】
【００４１】
このように、初期セグメント（セグメント０）から画像クロック１８の周波数を可変する場合、初期セグメント（セグメント０）の画像クロック１８の周波数を固定し、以降のセグメントの画像クロック１８の周波数を可変する場合のいずれの場合においても、図５から明らかなように、セグメントの切り替え位置における連続性が保持される。
【００４２】
次に、初期誤差比率γ０および誤差比率γｋの算出方法、およびそれらに応じた初期周期２７および変倍係数２３の補正方法について図６を参照しながら説明する。図６は図２の主走査倍率補正回路における制御方法を説明するための図である。
【００４３】
初期周期設定レジスタ２６には初期誤差比率γ０に応じた値、変倍係数設定レジスタ２２には誤差比率γｋに応じた値がそれぞれ保持されており、これらに基づいて、画像クロック１８が生成される。この初期誤差比率γ０は、ＢＤ信号２９に基づいて決定される書き出し基準位置から最初に印字される画素の実際の印字位置までの距離（セグメント０の長さ）と、上記書き出し基準位置から最初に印字される画素の理想の印字位置までの距離（セグメント０の長さ）との比率を表すものである。誤差比率γｋは、ある画素の実際の印字位置から次の画素の実際の印字位置までの距離（セグメント１，…の長さ）と、ある画素の理想の印字位置から次の画素の理想の印字位置までの距離（セグメント１，…の長さ）との比率を表すものである。
【００４４】
ここで、実際の印字位置とは、所定の画像クロック１８に基づいて、セグメント毎に１画素印字を設定した印字パターン制御信号１９による印字パターンを印字した場合の画素の印字位置であり、この印字位置は、その印字パターンを読み取ることによって得られるものである。この実際の印字位置の検出手順については後述する。
【００４５】
上記印字パターンは、各セグメントの切替前後の１ｄｏｔまたは複数ｄｏｔで構成される。例えば印字パターンのセグメント０に対しては、セグメント０区間の最後の１ｄｏｔ、またはセグメント０区間の最後の複数ｄｏｔで、また、印字パターンのセグメント１に対しては、セグメント１区間の最初の１ｄｏｔ（ドット）またはセグメント１区間の最初の複数ｄｏｔで構成される。または、セグメント０区間の最後部とセグメント１区間の最初部にまたがる複数ｄｏｔで構成するようにしてもよい。さらに、セグメント分割数をｍ、印字されるパターン数をｋとすると、２≦ｋ≦ｍ≦２５６の関係があり、セグメントの切り替わりで必ずしも印字しなくともよい。さらに、セグメント０区間で印字する場合の画像クロックはＴ０＝τｖｄｏとなり、セグメント１区間で印字する場合の画像クロックはＴ１＝α１・τｒｅｆとなる。
【００４６】
これに対し、理想の印字位置とは、予め想定されたｆ−θレンズの光学特性および画像クロック周期などを考慮して上記印字パターンにおける画素位置として予め理論的に求められたものである。上記書き出し基準位置から最初に印字される画素の理想の印字位置までの距離［理論値］ｄｓは、初期値６として初期値ｄｓ格納回路５に格納されており、ある画素の理想の印字位置から次の画素の理想の印字位置までの距離［理論値］ｄは、所定値１２として所定値ｄ格納回路１１に格納されている。
【００４７】
初期セグメントに対する初期周期をＳ、補正後の初期周期をＳ’とし、また、書き出し基準位置から最初に印字される画素の実際の印字位置までの距離をｄｓ’とすると、初期誤差比率γ０はｄｓ’／ｄｓと表され、次の（９）式が成り立つ。
【００４８】
Ｓ’＝Ｓ・（ｄｓ’／ｄｓ）
Ｓ’＝γ０・Ｓ …（９）
よって、初期周期設定レジスタ２６に予め格納されている初期周期Ｓ（理論値）は、上記（９）式に従い、初期誤差比率γ０に応じた周期Ｓ’に補正される。
【００４９】
一方、各セグメント（セグメント１からのセグメント）を構成する画素数をｎ、単位セグメント当りの周期をｔ、解像度（印字幅）をＤｄｐｉとすると、理想の印字位置では、（１０）式が成り立つ。
【００５０】
ｔ＝ｎ・τｖｄｏ
ｄ＝ｎ／Ｄｄｐｉ …（１０）
ここで、τｖｄｏは画像クロック周期である。
【００５１】
同様に実際の印字位置では、セグメント１での画像クロック周期をτｓｅｇ１、実際の解像度をＤｄｐｉ１’とすると、（１１）式が成り立つ。
【００５２】
ｔ＝ｎ・τｓｅｇ１
ｄ１＝ｎ／Ｄｄｐｉ１’ …（１１）
これにより、セグメント１における所定値ｄ格納回路１１に格納された理想の印字位置ｄと主走査間隔ｄｋ計測回路３で計測された実際の印字位置ｄ１（主走査間隔計測信号４）の関係から、誤差比率γ１はｄ１／ｄと表され、（１２）式が得られる。
【００５３】
【００５４】
τｓｅｇ１＝τｒｅｆ・α１’＝γ１・τｖｄｏ
α１’＝γ１・（τｖｄｏ／τｒｅｆ） …（１３）
同様に、セグメント２における理想の印字位置ｄと実際の印字位置ｄ２の関係からｄ２／ｄを誤差比率γ２とすると、セグメント２を構成する補助画素周期Ｔ２は、変倍係数をα２とした場合、補助画素周期Ｔ２＝τｒｅｆ・α２となり、補正後の変倍係数α２’は、（１４）式のように求められる。
【００５５】
τｓｅｇ２＝τｒｅｆ・α２’＝γ２・τｖｄｏ
α２’＝γ２・（τｖｄｏ／τｒｅｆ） …（１４）
このようにして、変倍係数設定レジスタ２２に予め格納されている変倍係数（α１，α２；理論値）は、上記（１３），（１４）式に従い、誤差比率γｋ（γ１，γ２）に応じた変倍係数（α１’，α２’）に補正される。
【００５６】
次に、実際の印字位置の検出手順について図７ないし図９を参照しながら説明する。図７は図２の主走査間隔ｄｋ検出回路１および主走査間隔ｄｋ計測回路３の内部構成を示すブロック図、図８は図７の主要ブロックのタイミングチャート、図９は印字パターンの一例を示す図である。
【００５７】
主走査間隔ｄｋ検出回路１は、図７に示すように、リーダスキャナなどで構成される画像読取り部４５、比較器４９および閾値電圧Ｖｔｈ発生部４８を有する。
【００５８】
主走査間隔ｄｋ計測回路３は、ＡＮＤ回路５０と、カウンタクロック発生器（ＣＬＫ）５２と、カウンタ５３と、平均化回路５５と、主走査周期格納回路５７と、初期周期補正回路５８とを有する。
【００５９】
主走査間隔ｄｋ検出回路１においては、実際の印字位置を検出するために、例えば図９に示す印字パターンを読み取る際には、図８に示すように、まず、画像読取り部４５からスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６が出力される。スタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６は、主走査毎に出力される走査開始信号である。そして、画像読取り部４５からの画像読取り出力４７が比較器４９に入力される。比較器４９においては、画像読取り出力４７と閾値電圧Ｖｔｈ発生部４８からの閾値電圧Ｖｔｈとが比較され、この比較結果が二値化される。この二値化信号は、主走査間隔信号２として主走査間隔ｄｋ計測回路３に出力される。
【００６０】
主走査間隔ｄｋ計測回路３においては、主走査間隔信号２とスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６がＡＮＤ回路５０に入力される。ＡＮＤ回路５０は、Ｈレベルの主走査間隔信号２またはスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６が入力される毎にクリア信号（ｃｌｒ信号）５１をカウンタ５３に入力する。カウンタ５３は、カウンタ５３からのクリア信号（ｃｌｒ信号）５１の入力から次のクリア信号５１が入力されるまで、ＣＬＫ５２から発生されるカウンタクロックをカウントし、そのカウント値５４を出力する。例えば、スタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６の入力からＨレベルの主走査間隔信号２が入力されるまでのカウント値は、書き出し基準位置から最初に印字される画素の実際の印字位置までの距離すなわちセグメント０の主走査方向の長さに対応する初期周期カウント値である。カウンタ５３のカウント値５４は、平均化回路５５に入力される。平均回路５５は、所定回数の主走査読取りが終了するまでのすなわち所定回数のスタートパルス（ＳＴＡＲＲ ＰＬＳ）４６の入力があるまでの主走査毎の各カウント値５４をそれぞれ平均化する。この平均化回路５５による平均化は、画像読取り部４５での誤差を抑える目的で行われるものであり、その平均回数は任意の回数でよい。そして、この平均化された各カウント値５６は、主走査周期格納回路５７に保持される。
【００６１】
主走査周期格納回路５７に格納されている平均化されたカウント値５６の内、初期周期カウント値は、画像読取り部４５の走査開始タイミングに対して書き出しタイミングを補正するために、初期周期補正回路５８により補正される。これは、主走査間隔ｄｋ計測回路３で用いているスタートパルス４６と書き出し位置を決定するＢＤ信号２９との間に位相差があるためである。
【００６２】
そして、主走査周期格納回路５７に格納されている平均化されたカウント値５６は、主走査間隔計測信号４としてスイッチＳＷに出力される。ここで、初期周期すなわちセグメント０に対する主走査間隔計測信号４がスイッチＳＷに入力される場合、スイッチＳＷは、画像クロック生成部１７からの変調クロック制御信号３３により、初期周期に対する主走査間隔計測信号４が初期誤差比率γ０算出回路７に入力されるように切り替え動作する。また、他のセグメントに対する主走査間隔計測信号４がスイッチＳＷに入力される場合、スイッチＳＷは、画像クロック生成部１７からの変調クロック制御信号３３により、他のセグメントに対する主走査間隔計測信号４が誤差比率γｋ算出回路１３に入力されるように切り替え動作する。
【００６３】
このように、本実施形態では、基準画像（図９に示す）を読み取り、読み取られた基準画像中の分割された各セグメントにそれぞれ対応する画素間距離（主走査間隔信号４）を計測し、計測された画素間距離のそれぞれと理想画素間距離との誤差比率γｋを算出し、算出された誤差比率γｋのそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数αｋを変更するので、印字比率を高精度に補正することができ、高い印字品質を得ることができる。
【００６４】
また、上記主走査倍率補正回路を構成するブロックの全て（但し、主走査間隔ｄｋ検出回路１の画像読取り部を除く）または一部を、ＡＳＩＣまたは他の集積回路などとして構成することは可能である。
【００６５】
本発明の実施態様を以下に列挙する。
【００６６】
［実施態様１］ 像担持体上のレーザビームで露光走査される主走査ラインを画素単位で複数のセグメントに分割するセグメント分割手段と、基準クロック周期と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する変倍係数とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期を算出する補助クロック算出手段と、予め設定されている初期周期値と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有する周波数変調装置であって、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の前記複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測する走査間隔計測手段と、基準値を格納する基準値格納手段と、前記計測された注目画像間距離のそれぞれと前記基準値との誤差比率を算出する誤差比率算出手段と、前記算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更する変倍係数変更手段とを備えることを特徴とする周波数変調装置。
【００６７】
［実施態様２］ 前記初期周期値を変更する初期周期値変更手段を備えることを特徴とする実施態様１記載の周波数変調装置。
【００６８】
［実施態様３］ 請求項１記載の周波数変調装置が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【００６９】
［実施態様４］ 像担持体上のレーザビームで露光走査される主走査ラインを画素単位で複数のセグメントに分割するセグメント分割手段と、基準クロック周期と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する変倍係数とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期を算出する補助クロック算出手段と、予め設定されている初期周期値と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有する周波数変調装置の周波数変調方法であって、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の前記複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測する走査間隔計測工程と、前記計測された注目画像間距離のそれぞれと予め設定されている基準値との誤差比率を算出する誤差比率算出工程と、前記算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更する変倍係数変更工程とを備えることを特徴とする周波数変調方法。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測し、計測された注目画像間距離のそれぞれと基準値との誤差比率を算出し、算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更するので、印字比率を高精度に補正することができ、高い印字品質を得ることができる。
【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光学走査ユニットの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る主走査倍率補正回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の画像クロック生成部１７の構成を示すブロック図である。
【図４】セグメントとセグメント内の画像クロック１８の周期との関係を示すグラフである。
【図５】セグメント内の画像クロック１８の周期を多段階に可変させたときの関係を示すグラフである。
【図６】図２の主走査倍率補正回路における制御方法を説明するための図である。
【図７】図２の主走査間隔ｄｋ検出回路１および主走査間隔ｄｋ計測回路３の内部構成を示すブロック図である。
【図８】図７の主要ブロックのタイミングチャートである。
【図９】印字パターンの一例を示す図である。
【図１０】印字位置とｆ−θレンズの歪率との関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 主走査間隔ｄｋ検出回路
３ 主走査間隔ｄｋ計測回路
５ 初期値ｄｓ格納回路
７ 初期誤差比率γ０算出回路
９ 初期誤差比率γ０格納回路
１１ 所定値ｄ格納回路
１３ 誤差比率γｋ算出回路
１５ 誤差比率γｋ格納回路
１７ 画像クロック生成部
２０ 基準クロック発生部
２２ 変倍係数設定レジスタ
２４ 補助画素発生回路
２６ 初期周期設定レジスタ
２８ 変調クロック発生回路
３０ 変調クロック制御回路
３１ 画素数設定レジスタ
３５ レーザ駆動回路
３６ レーザユニット
４０ ｆ−θレンズ
４２ 感光ドラム
４３ ビーム検出センサ
４５ 画像読取り部
５３ カウンタ
５５ 平均化回路
５７ 主走査周期格納回路
５８ 初期周期補正回路
Claims (1)
- 像担持体上のレーザビームで走査される主走査ラインを画素単位で複数のセグメントに分割するセグメント分割手段と、基準クロック周期と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する変倍係数とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期を算出する補助クロック算出手段と、予め設定されている初期周期値と前記複数のセグメントにそれぞれ対応する補助クロック周期とに基づいて前記複数のセグメントにそれぞれ対応する画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有する周波数変調装置であって、
基準画像を読み取り、該読み取られた基準画像中の前記複数のセグメントにそれぞれ対応する注目画像間距離を計測する走査間隔計測手段と、
基準値を格納する基準値格納手段と、
前記計測された注目画像間距離のそれぞれと前記基準値との誤差比率を算出する誤差比率算出手段と、
前記算出された誤差比率のそれぞれに応じて対応するセグメントの変倍係数を変更する変倍係数変更手段と
を備えることを特徴とする周波数変調装置。
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