JP2004276446A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光出力レベル、走査速度、及びプロセス速度の変更量を抑え、且つ階調性を犠牲にすることなく解像度を切替える。
【解決手段】画像処理ユニット８０では、６００ｄｐｉの場合は、同一のラインの画像データに基づいて発光点７０Ａ、７０Ｂを発光させるように点灯信号Ａ、Ｂを生成して駆動回路７２Ａ、７２Ｂに供給し、１２００ｄｐｉでは、副走査方向に隣合う別々のラインの画像データに基づいて発光点７０Ａ、７０Ｂを発光させるように点灯信号Ａ、Ｂを生成して駆動回路７２Ａ、７２Ｂに供給することで、出力解像度に応じて、発光点７０Ａ、７０Ｂを同一に点灯制御するか、独立に点灯制御するかを切替える。光走査装置では発光点７０Ａ、７０Ｂから出力された２本の光ビームを同時走査し、６００ｄｐｉのときは２本の光ビームで同一のラインの画像を書き込み、１２００ｄｐｉのときには、１回の走査で２ラインずつ画像を書き込む。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に係わり、光ビームの照射により感光体上に画像を形成すると共に、前記画像の解像度の切替え機能を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザプリンタや電子写真複写機等の画像形成装置には、半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という）等の光源から出力され、画像データに基づいて変調された光ビームを、回転多面鏡などの偏向手段により偏向させることで、感光体上を走査露光し、画像を記録する画像記録装置がある。この種の画像形成装置の多くは、複数の解像度の画像を出力することができるように、解像度を切替える機能を有している。
【０００３】
解像度の切替えは、最も単純には、回転多面鏡を回転させるスキャナモータの回転数に相当する走査速度と、画像データに基づいて光ビームをＯＮ／ＯＦＦするスピードに相当するビデオレート（変調周波数）とを変更することで行うことができる。例えば、低解像度から高解像度へと解像度を２倍に切替える場合は、走査速度を２倍、ビデオレートを４倍にすればよい。しかしながら、スキャナモータは現状でも限界回転数近くで使用しており、走査速度の高速化には限界があり、ビデオレートについても、ＬＤやＬＤを駆動する駆動回路の特性や不要輻射の増大により、これを４倍に変更することは技術的に困難であった。
【０００４】
このため、実際の解像度の切替えには、高解像度での画像出力時に、走査速度を維持させるためにプロセス速度（副走査速度）を下げたり、使用する光源（発光点）数を増やして複数ライン同時に走査することでビデオレートの変更量を少なくするなどの工夫が必要とされた。しかしながら、プロセス速度を下げる方法では、高解像度出力時の生産性が著しく低下する。また、光源数を増やす方法では、単位面積当たりの露光量を解像度に係わらずに略一定にするために、使用する光源の個数に応じて各光源の光出力レベル（出力光量）を制御する必要があり、各光源の光出力レベルを複数段階に切替え可能にするために、ＬＤを駆動する駆動回路が複雑になったり、切替え可能な解像度が制限されてしまう。すなわち、より広範な解像度切替えのためには、解像度切替えに伴う光出力レベル、走査速度、プロセス速度の変化量を抑えることが要求される。
【０００５】
そこで、従来より、走査速度及びプロセス速度の両者を一定に保ったまま解像度を切替える技術として、走査密度に応じて主走査方向に画像データの各画素データを連続させて拡張画像データを作成し、この拡張画像データに基づく光ビームの走査を走査密度に応じて副走査方向に繰返し行うことが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２３１０４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、同一の画素データが連続されるため、表現できる階調パターンの種類が少なく、特に低解像度時の階調性が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、光出力レベル、走査速度、及びプロセス速度の変更量を抑え、且つ階調性を犠牲にすることなく解像度を切替えることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光ビームの照射により感光体上に画像を形成すると共に、前記画像の解像度の切替え機能を備えた画像形成装置において、複数の発光点を備え、複数の光ビームを出力する光源と、前記感光体上に、前記光源から出力された複数の光ビームを所定方向に配列させて、前記光ビームの配列方向と直交する方向に走査する走査光学系と、前記画像データに基づいて、前記発光点の点灯をパルス幅変調制御すると共に、前記画像の解像度に応じて、前記複数の発光点を同一に制御するか独立に制御するかを切替える点灯制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、光源は複数の発光点を備えており、各発光点は、点灯制御手段により画像データに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）制御により点灯される。これにより、光源からは、画像データに基づいて変調された複数の光ビームが出力される。光源から出力された複数の光ビームは、走査光学系により、所定方向に配列されて、この配列方向と直交する方向（主走査方向）に感光体上を走査される。すなわち、画像データに基づいて変調された複数の光ビームを、主走査方向と直交する方向（副走査方向）に並べて感光体上を同時に走査させて、感光体上に画像を形成することができる。このときＰＷＭにより画像の階調を表現するので、従来技術のように同一の画素データを連続させる必要がなく、階調性を損なう心配がない。
【００１１】
ここで、点灯制御手段では、画像の解像度に応じて、複数の発光点を同一に制御するか、独立に制御するかを切替えて、各発光点の点灯を制御（パルス幅点灯制御）するようにした。これにより、例えば、低解像度画像形成時には、複数の発光点を同一に制御し、同一の画像データに基づいて変調された複数の光ビームで同時走査して、複数の光ビームで同一ラインの画像を感光体上に形成することができる。また、高解像度画像形成時には、複数の発光点を独立に制御し、異なる画像データに基づいて変調された複数の光ビームで同時走査して、複数の光ビームで複数ラインの画像を同時に感光体上に形成することができる。
【００１２】
すなわち、画像の解像度に応じて、複数の発光点を同一に制御するか、独立に制御するかを切替えるようにしたことで、画像の解像度が切替わっても使用する発光点数は同じだが、画像の解像度に応じて、１ラインの画像を形成するために用いる光ビーム数を変えて、同時に形成するライン数を変えることができる。
【００１３】
これにより、走査速度及びプロセス速度を略一定に保ったまま、ビデオレート（変調周波数）の変更のみで解像度を切替えることが可能となる。また、このとき、１ラインの画像を形成するために用いる光ビーム数により単位面積当たりの露光量を調整することができるので、各発光点の光出力レベルについても略一定に維持することができる。また、同時に形成するライン数を解像度に応じて増減することで、例えば解像度を２倍にしたときにビデオレートを４倍にまでする必要はなく、ビデオレートの変更量も少なく抑えることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、光ビームの照射により感光体上に画像を形成すると共に、前記画像の解像度の切替え機能を備えた画像形成装置において、複数の発光点を備え、複数の光ビームを出力する光源と、前記感光体上に、前記光源から出力された複数の光ビームを所定方向に配列させて、前記光ビームの配列方向と直交する方向に走査する走査光学系と、前記画像データに基づいて、前記発光点の点灯をパルス幅変調制御すると共に、前記画像の解像度に応じて前記発光点の点灯数及び１画素当たりの点灯デューティを切替える点灯制御手段と、を有することを特徴としている。
【００１５】
請求項２の発明によれば、光源は複数の発光点を備えており、各発光点は、点灯制御手段により画像データに基づいてパルス幅変調制御により点灯される。これにより、光源からは、画像データに基づいて変調された複数の光ビームが出力される。光源から出力された複数の光ビームは、走査光学系により、所定方向に配列されて、この配列方向と直交する方向（主走査方向）に感光体上を走査される。すなわち、画像データに基づいて変調された複数の光ビームを、主走査方向と直交する方向（副走査方向）に並べて感光体上を同時に走査させて、感光体上に画像を形成することができる。このときＰＷＭにより画像の階調を表現するので、従来技術のように同一の画素データを連続させる必要がなく、階調性を損なう心配がない。
【００１６】
ここで、点灯制御手段では、画像の解像度に応じて、前記発光点の点灯数を切替えて、各発光点の点灯を制御（パルス幅点灯制御）するようにしたので、例えば、低解像度画像形成時には、画像データに基づいて点灯させる発光点数を減らして、同時走査する光ビーム数を減らし、感光体上に同時に形成する画像のライン数を少なくすることができる。また、高解像度画像形成時には、低解像度画像形成時よりも、画像データに基づいて点灯させる発光点数を増やして、同時走査する光ビーム数を増やし、感光体上に同時に形成する画像のライン数をより多くすることができる。
【００１７】
これにより、走査速度及びプロセス速度を略一定に保ったまま、ビデオレートの変更のみで解像度を切替えることが可能となる。また、ビデオレートの変更量も、同時に形成するライン数を解像度に応じて増減することで、例えば解像度を２倍にしたときに４倍にまでする必要はなく、少なく抑えることができる。
【００１８】
また、点灯制御手段では、画像解像度に応じて、１画素当たりの点灯デューティも切替えるようにしたので、高解像度画像形成時には、点灯させる発光点数が増えた分だけ、低解像度画像形成時よりも同一階調の画素を形成するための点灯デューティを小さくして、点灯時間を短くすることができる。このように、点灯ディーティにより単位面積当たりの露光量を調整することができるので、各発光点の光出力レベルについても略一定に維持することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明に係る実施形態の１例を詳細に説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置１０を示す。この画像形成装置１０は、解像度の切替え機能を備えており、以下では、一例として、画像の解像度を１２００ｄｐｉと６００ｄｐｉとに切替え可能な場合を例に説明する。
【００２１】
図１に示されるように、画像形成装置１０はケーシング１２によって被覆されている。画像形成装置１０の下部には、用紙トレイ１４が配設されている。用紙トレイ１４には、例えば、Ｂ５サイズ、Ｂ４サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズ等の所望のサイズの用紙１６が備えられている。用紙トレイ１４における用紙排出部近傍には半月ローラ１８Ａが配設されている。半月ローラ１８Ａは用紙トレイ１４に供給された用紙１６を上層から順に１枚ずつ送り出す。用紙トレイ１４から送り出された用紙１６は、複数の搬送ローラ対２０によって、後述する感光体３２と転写用帯電体４２との間に向けて搬送される。
【００２２】
画像形成装置１０の一方の側面（図１の右側面）には、必要に応じて用紙１６を手差しで挿入する手差しトレイ２２が配設されている。手差しトレイ２２における用紙排出部近傍には、前述した用紙トレイ１４と同様に半月ローラ１８Ｂが配設されており、用紙１６を上層から一枚ずつ送り出すことができるようになっている。
【００２３】
手差しトレイ２２が配設されている側面に対向する画像形成装置１０の側面（図１の左側面）には、所望の画像が形成された用紙１６が排出される排出トレイ２４が設けられている。
【００２４】
ケーシング１２内には、画像形成部３０が設けられている。画像形成部３０は、図１に示される矢印Ａ方向に定速回転する円筒状の感光体３２、画像データ（本実施の形態における画像形成装置１０は白黒画像を対象としているため、画像処理を施すことによってグレイスケールの画像データに変換される）に基づいて光ビームを（図１の矢印Ｂ参照）感光体３２に向けて照射する光走査装置３４、及び用紙１６に所望の画像を定着する定着器３６を含んで構成している。
【００２５】
感光体３２の周面近傍には帯電器３８が配設されている。帯電器３８は、感光体３２を一様に帯電させる。帯電器３８により一様に帯電された感光体３２は、図１に示される矢印Ａ方向に回転することによって光走査装置３４により光ビームが照射される。これにより、感光体３２に潜像が形成される。なお、本実施形態では、感光体３２の矢印Ａ方向への回転速度は、解像度の切替えても一定のままとし、プロセス速度を維持するようになっている。
【００２６】
また、光走査装置３４による光ビームの照射位置よりも感光体３２の回転方向下流側には、感光体３２の周面に対向して、感光体３２にトナーを供給する現像器４０が配設されている。現像器４０から供給されたトナーは、光走査装置３４によって図１に示される矢印Ｂ方向からの光が照射された部分にトナーを付着するようになっている。これにより感光体３２にトナー像が形成される。
【００２７】
現像器４０の配設位置よりも感光体３２の回転方向下流側（感光体３２の軸芯垂下位置）には、感光体３２の周面に対向して、転写用帯電体４２が配設されている。転写用帯電体４２は、感光体３２に形成されたトナー像を用紙１６に転写する。
【００２８】
転写用帯電体４２の配設位置よりも感光体３２の回転方向下流側には、感光体３２に対向して、クリーナー４４が配設されている。クリーナー４４により、転写後に感光体３２の表面に残留しているトナーが除去される。
【００２９】
トナー像が転写された用紙１６は、図１に示される矢印Ｃ方向に搬送される。感光体３２よりも用紙１６の搬送方向下流側には、加圧ローラ３６Ａと加熱ローラ３６Ｂを含んで構成している定着器３６が配設されている。定着器３６では、搬送されてきたトナー像が転写された用紙１６を加熱及び加圧し、トナーを融解固定する。すなわち、定着器３６では所謂定着処理が施され、用紙１６上に所定の画像が形成される。
【００３０】
光走査装置３４は、図２に示すように、光源としてＬＤ５０と、ＬＤ５０から射出された光ビームを反射して、光ビームを走査させる回転多面鏡５２とを備えている。
【００３１】
ＬＤ５０は、ＬＤドライバ５４に接続されている。ＬＤドライバ５４では、画像データに基づいて光ビームが射出されるようにＬＤ５０の駆動をコントロールする。
【００３２】
光走査装置３４の走査光学系は、回転多面鏡５２を含んで以下の如く構成されている。すなわち、ＬＤ５０から射出された光ビームの進行方向下流側には、コリメータレンズ５６、シリンダレンズ５８が順に配置されている。コリメータレンズ５６はＬＤ５０から射出された光ビームを拡散光線から平行光線に変換する。コリメータレンズ５６で平行光線に変換された光ビームは、シリンダレンズ５８を介して回転多面鏡５２に入射される。
【００３３】
回転多面鏡５２は、側面に複数の反射面５２Ａが設けられた正多角形状（本実施の形態では正六角形）に形成されており、入射された光ビームはこの反射面５２Ａに収束するようになっている。
【００３４】
また、回転多面鏡５２は、回転軸５２Ｂを中心に矢印Ｄ方向に回転する。すなわち、各反射面５２Ａへの光ビームの入射角は、連続的に変化し、偏向される。これにより、感光体３２の軸線方向に走査して、光ビームが感光体３２に照射される。なお、本実施形態では、回転多面鏡５２の矢印Ｄ方向への回転速度は、解像度の切替えても一定であり、走査速度が維持するようになっている。
【００３５】
回転多面鏡５２により反射された光ビームの進行方向には、第１レンズ６０Ａ及び第２レンズ６０Ｂから構成されたｆθレンズ６０、反射ミラー６２が順に配置されている。回転多面鏡５２により反射された光ビームは、ｆθレンズ６０を透過して、反射ミラー６２により屈曲されて感光体３２に照射される。また、このときｆθレンズ６０を透過することにより、感光体３２に光ビームを照射するときの走査速度が等速度になるとともに、感光体３２の周面上に結像点が結ばれるようになっている。このような走査光学系により、光走査装置３４では、ＬＤ５０から射出された光ビームを感光体上に結像させて、一定速度で走査することができる。
【００３６】
また、光走査装置３４は、反射ミラー６２と感光体３２の間で且つ図２に示す感光体３２の最左端方向に、折返しミラー６４が配置されている。また、この折返しミラー６４の光の折返し（反射）方向には、フォトディテクタなどで光を検出するビーム位置検出器６６が配置されている。すなわち、反射ミラー６２により屈曲された光ビームのうち、感光体３２の最左端方向に進行する光ビームは、折返しミラー６４により反射されて、ビーム位置検出器６６へと案内されるようになっている。これにより、ビーム位置検出器６６には、ＬＤ５０から出力された光ビームが感光体３２を軸線方向に走査するごとに、感光体３２の最左端に照射されるべき光ビームが入射されることになる。ビーム位置検出器６６では、この入射光の検出により、光走査装置３４による感光体３２への光ビームの１走査ごとの走査開始タイミングを検知することができるようになっている。
【００３７】
ここで、本実施の形態に係る光走査装置３４においては、ＬＤ５０として２つの発光点７０Ａ、７０Ｂを有する半導体レーザ（所謂ＤｕａｌＬＤ）を用いている（図３参照）。この発光点７０Ａ、７０Ｂは、各々から出力された２本の光ビームが上記で説明した光走査装置３４の走査光学系により感光体３２上に走査された場合に、互いの光ビームの中心位置が、１２００ｄｐｉの間隔に相当する距離である２１μｍだけ、光ビームの走査方向に直交する副走査方向（図１，２の矢印Ａ方向）にずれるように離間されて配置されている。言いかえると、光走査装置３４では、走査光学系により、発光点７０Ａ、７０Ｂから出力された２本の光ビームを副走査方向に２１μｍずらして、この２本の光ビームで同時に感光体３２を走査するようになっている。
【００３８】
図３に、このように２つの発光点７０Ａ、７０Ｂを備えたＬＤ５０を駆動するための電気系の構成を示す。図３に示すように、ＬＤドライバ５４は、発光点７０Ａ、７０Ｂの各々に対して駆動回路７２Ａ、７２Ｂを備えており（図３参照）、発光点７０Ａ、７０Ｂを別々に発光（点灯）させることができるようになっている。このＬＤドライバ５４は、画像処理ユニット８０と接続されている。
【００３９】
画像処理ユニット８０は、スキャナやコンピュータ、さらにはネットワークを介したクライアント（コンピュータ）などが接続され、ユーザにより画像形成が指示された中間調画像（階調画像）あるいは文字画像を表す画像データが入力されるようになっている。
【００４０】
画像処理ユニット８０は、入力された画像データから形成する画像の解像度に応じた画素単位で点灯ＯＮ／ＯＦＦを示すパルス信号（以下、点灯信号）Ａ、Ｂを生成し、この点灯信号Ａ、ＢをＬＤドライバ５４の駆動回路７２Ａ、７２Ｂにそれぞれ供給するものである。駆動回路７２Ａ、７２Ｂは、それぞれに供給された点灯信号Ａ、Ｂに基づいて、発光点７０Ａ、７０Ｂを発光（点灯）させる。これにより、ＬＤ５０から画像データに基づく２本の光ビームが出力される。すなわち、画像処理ユニット８０が、点灯制御手段として機能する。
【００４１】
本実施の形態では、画像処理ユニット８０を図３に示す如く構成し、解像度に応じて、発光点７０Ａ、７０Ｂを同一に点灯制御するか、独立に点灯制御するかを切替えることができるようになっている。なお、図３では、本発明に係わる部分のみ示している。
【００４２】
すなわち、図３に示すように、画像処理ユニット８０は、ＬＤ点灯信号生成部８２と、切替えスイッチ部８４と、を備えている。また、画像処理ユニット８０には、画像形成装置１０全体の動作を司るメインコントローラ（図示省略）から、ユーザにより指示された画像の解像度に応じて、切替え信号が入力されるようになっている。
【００４３】
ＬＤ点灯信号生成部８２には、画像処理ユニット８０に入力された画像データと切替え信号が入力されるようになっている。ＬＤ点灯信号生成部８２は、データ生成部８６と、ラインバッファ８８Ａ、８８Ｂと、点灯信号生成部９０Ａ、９０Ｂと、を備えている。
【００４４】
データ生成部８６は、入力された画像データを切替え信号により指定された解像度の画素単位の点灯データに変換し、且つ切替え信号に応じて、ラインバッファ８８Ａ又はラインバッファ８８Ｂを選択し、変換により生成した点灯データをライン単位で、選択したラインバッファに格納する。具体的には、データ生成部８６は、切替え信号により、６００ｄｐｉの解像度が指定されている場合には、生成された各ラインの点灯データをラインバッファ８８Ａに順次格納し、１２００ｄｐｉの解像度が指定されている場合には、ラインバッファ８８Ａには奇数ライン、ラインバッファ８８Ｂには偶数ラインの点灯データを格納する。
【００４５】
ラインバッファ８８Ａ、８８Ｂは、点灯信号生成部９０Ａ、９０Ｂと接続されており、点灯信号生成部９０Ａ、９０Ｂは、ラインバッファ８８Ａ、８８Ｂに格納された点灯データを光走査装置３４の１主走査毎に、解像度に応じたビデオレートで読み出し、１画素毎のＬＤの点灯のＯＮ／ＯＦＦを示す点灯信号を生成するようになっている。なお、点灯データの読出しは、ビーム位置検出器６６の検出信号と同期させて行えばよい。また、ビデオレートは、切替え信号に応じて切替えられる。
【００４６】
このとき点灯信号生成部９０Ａ、９０Ｂにおいて生成される点灯信号は、各画素毎の点灯をＯＮにするパルス幅が当該画素の階調に応じた長さとされ、所謂ＰＷＭ（パルス幅変調）制御が行われるようになっている。
【００４７】
点灯信号生成部９０Ａの出力は、ＬＤ駆動回路７２の駆動回路７２Ａと接続されている。すなわち点灯信号生成部９０Ａで生成された点灯信号は、ＬＤ５０の発光点７０Ａを点灯させるための点灯信号Ａとして駆動回路７２Ａに供給される。
【００４８】
切替えスイッチ部８４は、２つの入力端と１つの出力端を備え、２つの入力端の何れか一方を選択して、選択した入力端からの入力信号を出力するものである。切替えスイッチ部８４の一方の入力端は、駆動回路７２Ａと繋がる点灯信号生成部９０Ａの出力が分岐されて接続されており、他方の入力端には、点灯信号生成部９０Ｂの出力が接続されており、出力端は、ＬＤ駆動回路７２の駆動回路７２Ｂに接続されている。
【００４９】
この切替えスイッチ部８４には、スイッチング信号として、切替え信号が入力されるようになっている。切替えスイッチ部８４では、画像の解像度に応じて、具体的には、６００ｄｐｉの場合は、点灯信号生成部９０Ａで生成された点灯信号、１２００ｄｐｉの場合は、点灯信号生成部９０Ｂで生成された点灯信号というように切替えて、ＬＤ５０の発光点７０Ｂを点灯させるための点灯信号Ｂとして、駆動回路７２Ｂに供給する。
【００５０】
このように構成したことにより、画像処理ユニット８０では、６００ｄｐｉの場合は、同一のラインの画像データに基づいて発光点７０Ａ、７０Ｂを発光させるように点灯信号Ａ、Ｂを生成し、１２００ｄｐｉでは、副走査方向に隣合う別々のラインの画像データに基づいて発光点７０Ａ、７０Ｂを発光させるように点灯信号Ａ、Ｂを生成して、生成した点灯信号Ａ、Ｂを駆動回路７２Ａ、７２Ｂに供給することができる。
【００５１】
なお、図３で示した画像処理ユニット８０は一例であり、解像度に応じて、発光点７０Ａ、７０Ｂを同一に点灯制御するか、独立に点灯制御するかを切替えることができれば、画像処理ユニット８０の構成はこれに限定されるものではない。
【００５２】
次に、第１の実施の形態の作用を説明する。
【００５３】
第１の実施の形態に係る画像形成装置１０は、画像の形成が指示されると、帯電器３８によって感光体３２が一様に帯電され、光走査装置３４から画像データに射出される光ビームが用紙１６に形成するべき画像に対応して照射される。このとき、光走査装置３４では、ＬＤ５０の２つの発光点７０Ａ、Ｂが画像データに基づいて画像処理ユニット８０で生成された点灯信号Ａ、Ｂに従ってＯＮ／ＯＦＦ制御され、ＬＤ５０から画像データに基づいて変調された２本の光ビームが出力され、この２本の光ビームで同時に感光体３２を走査露光する。この光走査装置３４による光の走査（主走査）と共に、感光体３２の回転により副走査がなされて、感光体３２上に潜像が形成されることになる。
【００５４】
感光体３２上に形成された潜像は、現像器４０によりトナーが供給されて現像される。現像されたトナー像は転写用帯電体４２によって用紙１６に転写される。トナー像が転写された用紙１６は定着器３６によって定着処理が施され画像が形成され、排出トレイ２４に排出される。
【００５５】
次に、図４、図５を参照して、解像度が１２００ｄｐｉと６００ｄｐｉの場合の光走査装置３４の走査露光について説明する。なお、以下では、発光点７０Ａ、Ｂの光出力をそれぞれＡｃｈ、Ｂｃｈと称す。また、図４、図５は、光走査装置３４により照射されたＡｃｈ、Ｂｃｈの光ビームの感光体３２上における画素単位のビームスポットＢＳを示している。
【００５６】
解像度が１２００ｄｐｉの場合は、駆動回路７２Ａ、７２Ｂにより、画像処理ユニット８０で生成した点灯信号Ａ、Ｂに従って発光点７０Ａ、７０Ｂが点灯されて、図４に示す如く走査露光が行われる。すなわち、解像度が１２００ｄｐｉの場合は、ＡｃｈとＢｃｈは、１画素の点灯時間が感光体３２上で１２００ｄｐｉに相当する略２１μｍとなるようなビデオレートで独立に点灯制御されて、互いに隣り合う別々のライン（具体的には、Ａｃｈは奇数ライン、Ｂｃｈは偶数ライン）の画像データに基づく光ビームを出力する。これにより、２本の光ビームで同時に隣接する２ラインを同時に走査して、感光体３２に２ラインずつ画像が書き込まれることになる。
【００５７】
これに対して、解像度が６００ｄｐｉの場合は、図５に示す如く走査露光が行われる。すなわち、解像度が６００ｄｐｉの場合は、ＡｃｈとＢｃｈは、１画素の点灯時間が感光体３２上で６００ｄｐｉに相当する略４２μｍとなるようなビデオレート（すなわち１２００ｄｐｉときの１／２倍の周波数のビデオレート）で同一に点灯制御されて、同一のラインの画像データに基づく光ビームを出力する。このとき、Ａｃｈ、Ｂｃｈの光ビームは、副走査方向に２１μｍの間隔になるように配置されるため、感光体３２上で副走査方向にＡｃｈ、Ｂｃｈの光ビームが合算され、副走査方向の走査間隔は６００ｄｐｉ相当の略４２μｍとなる。これにより、画像の１つのラインを２本の光ビームで同時に走査して、感光体３２に１ラインずつ画像が書き込まれることになる。
【００５８】
ここで、ビデオレートの変更により、６００ｄｐｉのときは主走査方向の点灯時間が１２００ｄｐｉのときの２倍となるため、１画素当たりの露光量（以下、光量）も２倍となるが、単位面積当たりの光量に換算すると、６００ｄｐｉでも１２００ｄｐｉでも等しい光量になる。すなわち、１画素長（寸法）の違いから６００ｄｐｉのときは１画素当たりの点灯時間が１２００ｄｐｉの２倍にしても単位面積当たりの光量は変わらないので、解像度の切替えに伴ってビデオレートを変更しても、ＬＤ５０において各発光点７０の光出力レベルを変更する必要はない。また、当然ながら、点灯信号における１画素当たりの光ビームのＯＮ／ＯＦＦ比を定めるデューティも変更する必要もない。
【００５９】
上記をまとめると、解像度が６００ｄｐｉの場合と１２００ｄｐｉの場合の、プロセス速度、走査速度、出力光量、ビデオレート（周波数）の関係は表１のようになる。なお、表１では、６００ｄｐｉの場合のプロセス速度、走査速度、光出力レベル、ビデオレート（周波数）、デューティを、それぞれＶｐ、Ｖｓ、Ｐ、ｆ、１００として示している。
【００６０】
【表１】

【００６１】
すなわち、第１の実施の形態では、２つの発光点７０Ａ、７０Ｂを同一に点灯制御するか、独立に点灯制御するかを切替え可能とし、光走査装置３４による２本の光ビームの同時走査によって、低解像度の６００ｄｐｉのときは１回の走査で１ラインずつ画像を書き込むが、高解像度の１２００ｄｐｉのときには、１回の走査で２ラインずつ画像を書き込むようにしたことにより、表１に示す如く、プロセス速度、走査速度、及び光出力レベルを維持したまま、ビデオレートを変更するだけで、解像度を６００ｄｐｉ／１２００ｄｐｉに切替えることができる。このとき、例えば、１２００ｄｐｉに切替えるためには、ビデオレートを６００ｄｐｉのときの２倍にするだけでよく、ビデオレートの変更量も抑えることができる。また、ＰＷＭにより画像の階調を表現することで、従来技術のように同一の画素データを連続させる必要がなく、階調性を損なう心配もない。
【００６２】
なお、上記では、解像度を６００ｄｐｉと１２００ｄｐｉとで切替える場合を例に説明したが、ビデオレートと画像の１つのラインを走査するビーム数を増やすことで、更に低い解像度とすることもできる。
【００６３】
例えば、解像度を４００ｄｐｉにするには、図６に示す如く走査露光を行なうようにすればよい。すなわち、４００ｄｐｉの場合は、１画素の点灯時間が感光体３２上で４００ｄｐｉに相当する略６３μｍとなるようなビデオレートで、第１走査目のＡｃｈ、Ｂｃｈ、及び第２走査目のＡｃｈは同一の点灯信号とし、同一のラインの画像データに基づいて光ビームを出力させる。このとき、Ａｃｈ、Ｂｃｈの光ビームは、副走査方向に２１μｍの間隔になるように配置されるため、感光体３２上で副走査方向に第１走査目のＡｃｈ、Ｂｃｈ、及び第２走査目のＡｃｈの光ビームが合算され、副走査方向の走査間隔は４００ｄｐｉ相当の略６３μｍとなる。以降、同様に、第２走査目のＢｃｈ、及び第３走査目のＡｃｈ、Ｂｃｈは画像の次のラインに基づく光ビーム、第３走査目のＡｃｈ、Ｂｃｈ、及び第４走査目のＡｃｈはさらに次のラインの光ビーム、…と出力させて、副走査方向に３つの光ビームが合算され、３本の光ビームで画像の１ラインを書き込むことで、解像度を４００ｄｐｉにすることができる。
【００６４】
ここで、ビデオレートの変更により、４００ｄｐｉのときは、主走査方向の点灯時間が１２００ｄｐｉのときの３倍となるため、１画素当たりの露光量（以下、光量）も３倍となるが、単位面積当たりの光量に換算すると１２００ｄｐｉの場合と光量が等しい。すなわち、解像度の切替えに伴ってビデオレートを変更しても、ＬＤ５０（各発光点７０）の出力光量を変更する必要はない。
【００６５】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、使用する発光点数を変えずに解像度を切替える場合を説明したが、第２の実施の形態では、使用する発光点数を変更して、解像度を切替える場合を説明する。なお、画像形成装置１０の構成は、基本的には第１の実施の形態と同様でよいため、以下では、第１の実施の形態と異なる部分のみ説明する。
【００６６】
第２の実施の形態では、画像処理ユニット８０において、各発光点を独立に点灯制御すると共に、使用する（点灯させる）発光点数を切替え、且つ発光点数の切替えに応じてデューティを調整する点が第１の実施の形態と異なり、このため、図７に示す如く画像処理ユニット８０を構成している。なお、図７では、本発明に係わる部分のみ示している。また、図７では、図３と同一の部材については同一の部材番号を付与しており、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６７】
すなわち、図７に示すように、画像処理ユニット８０は、切替えスイッチ部８４に代えて、切替えスイッチ部９４を備え、且つデューティ切替え部９２を更に備えられている。
【００６８】
ＬＤ点灯信号生成部８２では、第１の実施の形態と同様に、点灯データを生成して、ラインバッファ８８Ａ、８８Ｂに格納され、この点灯データに基づいて、点灯信号生成部９０Ａ，９０Ｂにより点灯信号が生成される。
【００６９】
デューティ切替え部９０は、点灯信号生成部９０Ａ，９０Ｂと接続されている。また、デューティ切替え部９０には、切替え信号が入力されるようになっている。
【００７０】
デューティ切替え部９０は、切替え信号に応じて、すなわち解像度に応じて、点灯信号生成部９０Ａ，Ｂで生成する点灯信号を１画素単位でそのパルス幅のデューティ比を切替える。すなわち、点灯生成部９０Ａ、９０Ｂでは、階調に応じたパルス幅で各画素の点灯信号を生成するが（ＰＷＭ制御）、各画素の点灯信号の階調に応じたパルス幅に相当するＯＮ／ＯＦＦデューティは、デューティ切替え部９２Ａ、９２Ｂにより切替えられるようになっている。具体的には、デューティ切替え部９２Ａ、９２Ｂは、１２００ｄｐｉのときのデューティ比を６００ｄｐｉのときの半分にし、１画素当たりの光ビームのＯＮ／ＯＦＦ比を半分にする。具体的には６００ｄｐｉのときのデューティ比が１００％であれば、１２００ｄｐｉの場合は５０％にする。
【００７１】
点灯生成部９０Ａの出力は、ＬＤ駆動回路７２の駆動回路７２Ａと接続されている。点灯生成部９０Ａで生成された点灯信号は、点灯信号Ａとして、駆動回路７２Ａに供給される。
【００７２】
点灯生成部９０Ｂの出力は、切替えスイッチ部９４を介して、ＬＤ駆動回路７２の駆動回路７２Ｂと接続されており、点灯生成部９０Ｂで生成された点灯信号を、点灯信号Ｂとして、駆動回路７２Ｂに供給することができるようになっている。
【００７３】
この切替えスイッチ部９４は、スイッチング信号として、切替え信号が入力されるようになっており、切替え信号に基づいて、点灯生成部９０Ｂと駆動回路７２Ｂとの接続のＯＮ／ＯＦＦを切替える。すなわち、切替えスイッチ部９４では、画像の解像度に応じて、具体的には、６００ｄｐｉの場合は、前記接続をＯＦＦして駆動回路７２Ｂへの点灯信号Ｂの供給を中止し、１２００ｄｐｉの場合のみ、前記接続をＯＮにして、駆動回路７２Ｂに点灯信号Ｂを供給するというように、駆動回路７２Ｂへの点灯信号Ｂの供給を制御する。
【００７４】
このように構成することにより、画像処理ユニット８０では、駆動回路７２Ａ、７２Ｂへは、別々の点灯信号Ａ、Ｂを供給して、発光点７０Ａ、７０Ｂを独立に制御することができ、且つ、６００ｄｐｉの場合は、駆動回路７２Ａへのみ点灯信号Ａを供給し、発光点７０Ａのみを点灯させる（使用する）が、１２００ｄｐｉでは、発光点７０Ａ、７０Ｂの両者のデューティを半分にして点灯させる（使用する）ことができる。
【００７５】
なお、図７に示した画像処理ユニット８０は一例であり、各発光点を独立に点灯制御すると共に、使用する（点灯させる）発光点数を切替え、且つ発光点数の切替えに応じてデューティを調整することができれば、画像処理ユニット８０の構成はこれに限定されるものではない。
【００７６】
このような画像処理ユニット８０を用いた場合の光走査装置３４の走査露光について、図８〜図１０を参照して、以下に説明する。なお、図８〜図１０は、光走査装置３４により照射されたＡｃｈ、Ｂｃｈの光ビームの感光体３２上における画素単位のビームスポットＢＳを示している。
【００７７】
第２の実施の形態では、解像度を６００ｄｐｉとした場合には、駆動回路７２Ａにのみ点灯信号Ａが供給されて、発光点７０Ａのみが画像データに基づいて点灯され、光走査装置３４では、図８に示す如く、発光点７０Ａから出力された１本の光ビーム、すなわちＡｃｈのみで走査露光する。すなわち、解像度が６００ｄｐｉの場合は、Ａｃｈは、１画素の点灯時間が感光体３２上で６００ｄｐｉに相当する略４２μｍとなるようなビデオレートで点灯制御されて、画像データに基づく光ビームを出力する。これにより、感光体３２に１ラインずつ画像が書き込まれる。
【００７８】
次に、解像度を１２００ｄｐｉにするためには、図９に示す如く走査露光すればよい。すなわち、１２００ｄｐｉの場合は、駆動回路７２Ａ、駆動回路７２Ｂに互いに隣接するラインの点灯信号Ａ、Ｂを供給して、発光点７０Ａ、７０Ｂを画像データに基づいて点灯し、ＡｃｈとＢｃｈとが、１画素の点灯時間が感光体３２上で１２００ｄｐｉに相当する略２１μｍとなるようなビデオレート（すなわち６００ｄｐｉときの２倍の周波数のビデオレート）で独立に点灯制御されて、互いに隣り合う別々のライン（具体的には、Ａｃｈは奇数ライン、Ｂｃｈは偶数ライン）の画像データに基づく光ビームを出力する。これにより、２本の光ビームで同時に隣接する２ラインを同時に走査して、感光体３２に２ラインずつ画像が書き込まれることになり、走査速度を変更することなく、解像度を６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉに上げることができる。
【００７９】
このとき、使用する発光点７０の個数が２倍に増えているため、解像度の切替えに係わらずに各発光点７０の光出力レベルを同一にした場合には、感光体３２上での単位面積当たりの光量も２倍となる。すなわち、図８に示すように、６００ｄｐｉのときの単位面積当たりの平均光量をＰｗとすると、図９に示すように、出力光量を同一のままで、単に使用する発光点数を変更して解像度を切替えたのでは、１２００ｄｐｉでは、ＡｃｈとＢｃｈの光ビームの重なりがあり、平均光量は２Ｐｗとなってしまう。すなわち、画像形成に適切な光量で感光体３２を露光するには、各発光点７０の光出力レベルを半分に変更する必要がある。
【００８０】
これに対して、第２の実施の形態では、１２００ｄｐｉの場合には、図１０に示すように、１画素当たりのＯＮ／ＯＦＦ比に相当するデューティ比を６００ｄｐｉのときの半分の５０％にするので、各発光点７０の光出力レベルは一定のままでも、単位面積当たりの平均光量をＰｗにすることができる。
【００８１】
上記をまとめると、解像度が６００ｄｐｉの場合と１２００ｄｐｉの場合の、プロセス速度、走査速度、出力光量、ビデオレート（周波数）の関係は表１のようになる。なお、表２では、６００ｄｐｉの場合のプロセス速度、走査速度、光出力レベル、ビデオレート（周波数）、デューティを、それぞれＶｐ、Ｖｓ、Ｐ、ｆ、１００として示している。
【００８２】
【表２】

【００８３】
すなわち、第２の実施の形態では、２つの発光点７０Ａ、７０Ｂを独立に制御すると共に、使用する（点灯させる）発光点数を切替え、且つ発光点数の切替えに応じてデューティを調整するようにし、光走査装置３４による光ビームの走査には、低解像度の６００ｄｐｉのときは発光点７０Ａのみを使用して、１回の走査で１ラインずつ画像を書き込むが、高解像度の１２００ｄｐｉのときには、発光点７０Ａ、７０Ｂの両方を使用して、１回の走査で２ラインずつ画像を書き込むようにした。これにより、表２に示す如く、プロセス速度、走査速度を維持したまま、ビデオレートを変更するだけで、解像度を６００ｄｐｉ／１２００ｄｐｉに切替えることができる。このとき、例えば、１２００ｄｐｉに切替えるためには、ビデオレートを６００ｄｐｉのときの２倍にするだけでよく、ビデオレートの変更量も抑えることができる。
【００８４】
また、使用発光点数の変更による露光量変化には、デューティを切替えることで対応するようにしたため、各発光点７０からの光出力レベルも維持したまま解像度を切替えることができる。また、従来技術のように同一の画素データを連続させる必要もないので、階調性を損なう心配もない。
【００８５】
なお、上記第１、第２の実施の形態では、発光点数を２個とし、副走査方向の配置ピッチを、各発光点により副走査方向に１２００ｄｐｉに相当する２１μｍだけ離間して感光体３２上に光ビームが照射されるようにした場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。実現したい最高解像度や、切替えたい解像度に応じて、発光点７０の個数や配置間隔は適宜選択すればよい。例えば、発光点数を４個とし、副走査方向の配置ピッチを１０．５μｍとすれば、２４００ｄｐｉの解像度を実現可能となり、また第２の実施の形態の如く、使用発光点数の変更により解像度を切替える場合には、２４００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ、６００ｄｐｉに切替えることができる。
【００８６】
また、上記第１、第２の実施の形態では、プロセス速度、走査速度、出力光量を維持したまま、解像度を切替えるようにしたが、許容範囲内であれば、必ずしもプロセス速度、走査速度、光出力レベルは一定でなくてもよい。例えば、ＬＤ５０の各発光点７０の光量設定範囲の限界が、現在している光量の１．５倍である場合、プロセス速度、走査速度は、１．２２（＝（１．５）^１／２）倍まで変更可能であり、この範囲内であれば、略一定とみなす。
【００８７】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、光出力レベル、走査速度、及びプロセス速度の変更量を抑え、且つ階調性を犠牲にすることなく解像度を切替えることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光走査装置の詳細構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係るＬＤを駆動するための電気系の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る解像度が１２００ｄｐｉの場合に感光体に照射されるビームスポットを示す模式図である。
【図５】第１の実施の形態に係る解像度を６００ｄｐｉに切替えた場合に感光体に照射されるビームスポットを示す模式図である。
【図６】第１の実施の形態に係る解像度を４００ｄｐｉに切替えた場合に感光体に照射されるビームスポットを示す模式図である。
【図７】第２の実施の形態に係るＬＤを駆動するための電気系の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施の形態に係る解像度が６００ｄｐｉの場合に感光体に照射されるビームスポットを示す模式図である。
【図９】使用発光点数を増やして解像度を１２００ｄｐｉに切替えた場合に感光体に照射されるビームスポットを示す模式図である（従来技術）。
【図１０】第２の実施の形態に係る解像度を１２００ｄｐｉに切替えた場合に感光体に照射されるビームスポットを示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置
３２ 感光体
３４ 光走査装置
５０ ＬＤ
５２ 回転多面鏡
５４ ＬＤドライバ
６６ ビーム位置検出器
７０Ａ、７０Ｂ 発光点
７２Ａ、７２Ｂ 駆動回路
８０ 画像処理ユニット
８２ ＬＤ点灯信号生成部
８４ 切替えスイッチ部
８６ データ生成部
９２ 切替えスイッチ部

Claims (2)

1. 光ビームの照射により感光体上に画像を形成すると共に、前記画像の解像度の切替え機能を備えた画像形成装置において、
   複数の発光点を備え、複数の光ビームを出力する光源と、
   前記感光体上に、前記光源から出力された複数の光ビームを所定方向に配列させて、前記光ビームの配列方向と直交する方向に走査する走査光学系と、
   前記画像データに基づいて、前記発光点の点灯をパルス幅変調制御すると共に、前記画像の解像度に応じて、前記複数の発光点を同一に制御するか独立に制御するかを切替える点灯制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 光ビームの照射により感光体上に画像を形成すると共に、前記画像の解像度の切替え機能を備えた画像形成装置において、
   複数の発光点を備え、複数の光ビームを出力する光源と、
   前記感光体上に、前記光源から出力された複数の光ビームを所定方向に配列させて、前記光ビームの配列方向と直交する方向に走査する走査光学系と、
   前記画像データに基づいて、前記発光点の点灯をパルス幅変調制御すると共に、前記画像の解像度に応じて、前記発光点の点灯数及び１画素当たりの点灯デューティを切替える点灯制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。

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