JP2007196460A - 走査露光装置、走査露光方法、プログラム及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 マルチビーム隣接露光において、相反則不軌により発生する濃度むらを抑制する従来法で採用したデバイス追加方式によらずに補助光源を備えるようにし、濃度むらをより高性能に抑制し、画像品質の向上を図る。
【解決手段】 VCSEL等の同一基板上に複数光源を有する素子によるマルチビーム方式の走査露光で図7(B)のような光源の点灯制御により濃度むらを抑制する。図7(A)の濃度むらを発生する例では、隣り合う画素ラインLD30,31とLD2,3をn走査とn+1走査の異なる周期をまたいで形成させていた。図7(B)の本発明では、補助光源LD1´〜4´を用い、同一のn走査目で隣り合う画素ラインLD30,31とLD2´,3´を形成し、走査周期の境目を変更し、相反則不軌の影響を回避する。走査周期の境目を変更した場合、補助光源による画素が既に形成されたラインに重なるn+1走査目における主光源のLD1〜4は点灯しない。
【選択図】 図7
【解決手段】 VCSEL等の同一基板上に複数光源を有する素子によるマルチビーム方式の走査露光で図7(B)のような光源の点灯制御により濃度むらを抑制する。図7(A)の濃度むらを発生する例では、隣り合う画素ラインLD30,31とLD2,3をn走査とn+1走査の異なる周期をまたいで形成させていた。図7(B)の本発明では、補助光源LD1´〜4´を用い、同一のn走査目で隣り合う画素ラインLD30,31とLD2´,3´を形成し、走査周期の境目を変更し、相反則不軌の影響を回避する。走査周期の境目を変更した場合、補助光源による画素が既に形成されたラインに重なるn+1走査目における主光源のLD1〜4は点灯しない。
【選択図】 図7
Description
本発明は、複数光源を同一基板上に有する発光素子を用いたマルチビーム方式の走査露光装置(画像データによりそれぞれ点灯制御される複数のLD光源が発する複数本の光ビームにより感光体を2次元走査露光し、画像を書込む装置)及び走査露光装置を用いて画像を形成する、例えば、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、所謂相反則不軌により露光画像に発生する濃度むら(バンディング)を抑制することが可能な走査露光装置、走査露光方法、プログラム及び画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、感光体への画像の書込み(露光)に光ビーム走査方式が従来から広く用いられている。この方式は、画像データで点灯制御されるLD(レーザダイオード)が出力する光ビームをポリゴンミラー等の走査手段により主走査方向に周期走査するとともに、感光体を副走査方向(主走査方向に直交)に移動させて、感光面を2次元走査露光する方式(後記図1、参照)である。また、この方式では、発展形として、LDA(レーザダイオードアレイ:1チップにそれぞれ点灯制御可能な複数のレーザ素子を配列させたデバイス)やVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:面発光レーザダイオード:同一基板面に2次元配列を可能にして数十のレーザ光源を備える発光素子)からの複数本の光ビームにより、同時に複数ラインの走査露光を行うもの(以下「マルチビーム方式」という)も実用化されている。
ところで、マルチビーム方式による走査露光においては、所謂相反則不軌による濃度むらが生じ、画像品質が低下することが問題となる。
マルチビーム方式における相反則不軌は、感光体に対しデバイスが発するビームの本数ずつ副走査方向にシフトさせながら露光走査を繰り返す場合に、マルチビームによって同時に走査される隣り合うライン間の露光条件と、隣り合うライン間でも、境目では前後の周期によって2度露光を受け、この露光条件の違いが相反則不軌による濃度むらとなって現れる。
ところで、マルチビーム方式による走査露光においては、所謂相反則不軌による濃度むらが生じ、画像品質が低下することが問題となる。
マルチビーム方式における相反則不軌は、感光体に対しデバイスが発するビームの本数ずつ副走査方向にシフトさせながら露光走査を繰り返す場合に、マルチビームによって同時に走査される隣り合うライン間の露光条件と、隣り合うライン間でも、境目では前後の周期によって2度露光を受け、この露光条件の違いが相反則不軌による濃度むらとなって現れる。
例えば、4光源LD0〜LD3よりなる発光素子の場合、図2に示すように、各素子を同時に駆動してマルチビームで走査露光を行うので、主走査の1周期内では、隣り合うLD0〜LD3の露光タイミングが一致する。これに対し、周期が違う場合には、n回目の走査後、所定の時間間隔Tが経過してからn+1回目の走査を行うので、n回目走査のLD3とn+1回目走査のLD0は、隣り合うラインであっても露光タイミングは、一致しない。つまり、この露光タイミングの違いによって、同時露光における場合と異なる電荷分布が境界付近で起き、所謂相反則不軌による濃度むらが生じて画像品質の低下をもたらす。
図7の(A)は、マルチビームで走査露光において相反則不軌により発生する濃度ムラを説明する概念図である。なお、図7の(A)に示す例は、LD1〜LD32の32光源を有する発光素子において、1画素を4光源で形成している(即ち、1走査で同時に8ラインの画素列が形成可能である)。また、この例では、4光源中の中央2個を画素の形成に用いている。
露光後の画像形成結果は、図7の(A)に示すように、n走査目で同時に露光された(LD14,LD15)と(LD18,LD19)の画素ラインは相反則不軌の影響を受けないので、各画素ラインは細くなっている。これに対し、隣り合うラインであっても、n走査目に露光された(LD30,LD31)とn+1走査目に露光された(LD2,LD3)の画素ラインは相反則不軌の影響を受けるので、各画素ラインは太くなっている。相反則不軌の影響を受けた部分は、影響を受けない部分に比べて,濃度が高くなり、形成された画像濃度を変化させ、一様な中間調の画像の場合、バンディングとして視覚で認識され、画質不良となってしまう。
図7の(A)は、マルチビームで走査露光において相反則不軌により発生する濃度ムラを説明する概念図である。なお、図7の(A)に示す例は、LD1〜LD32の32光源を有する発光素子において、1画素を4光源で形成している(即ち、1走査で同時に8ラインの画素列が形成可能である)。また、この例では、4光源中の中央2個を画素の形成に用いている。
露光後の画像形成結果は、図7の(A)に示すように、n走査目で同時に露光された(LD14,LD15)と(LD18,LD19)の画素ラインは相反則不軌の影響を受けないので、各画素ラインは細くなっている。これに対し、隣り合うラインであっても、n走査目に露光された(LD30,LD31)とn+1走査目に露光された(LD2,LD3)の画素ラインは相反則不軌の影響を受けるので、各画素ラインは太くなっている。相反則不軌の影響を受けた部分は、影響を受けない部分に比べて,濃度が高くなり、形成された画像濃度を変化させ、一様な中間調の画像の場合、バンディングとして視覚で認識され、画質不良となってしまう。
マルチビーム方式の走査露光における上記した相反則不軌の影響を回避するために提案された従来法として、下記特許文献1を示すことができる。
下記特許文献1には、マルチビーム記録ヘッドとして、等間隔に配した2本以上のビームを出力する主ビームヘッドと主ビームに連係し同間隔に配した1本以上のビームを出力する補助ビームヘッドを備えることにより、相反則不軌の影響を回避する。即ち、主ビームヘッドのみを用いて露光走査を行うと、走査の境目において、同時露光にならず、前と後の異なる周期による2度の露光を受け、相反則不軌の影響を受ける場合には、補助ビームヘッドを用い、前の周期の同時走査とすること、つまり、走査の境目を変更して2度露光にならないようにすることで、相反則不軌の影響を回避している。
特開2003−205642号公報
下記特許文献1には、マルチビーム記録ヘッドとして、等間隔に配した2本以上のビームを出力する主ビームヘッドと主ビームに連係し同間隔に配した1本以上のビームを出力する補助ビームヘッドを備えることにより、相反則不軌の影響を回避する。即ち、主ビームヘッドのみを用いて露光走査を行うと、走査の境目において、同時露光にならず、前と後の異なる周期による2度の露光を受け、相反則不軌の影響を受ける場合には、補助ビームヘッドを用い、前の周期の同時走査とすること、つまり、走査の境目を変更して2度露光にならないようにすることで、相反則不軌の影響を回避している。
しかしながら、上記特許文献1に記載された相反則不軌の影響を回避するために設けた補助ビームヘッドは、主ビームヘッドとは別のデバイスとして、主ビームヘッドに組合せて装備したものである。
従って、上記特許文献1の方式によると、主と補助の両ビームヘッドを連続する画素ラインの書込みに用いる際に、各ヘッドの動作特性のばらつきによる影響を考慮し、影響の回避や抑制をする必要があり、出力画像を高品質に保つためのタイミングや光量の制御回路を各デバイスに対応させるために回路構成を複雑にする。また、発光素子として数十の光源を有するVCSELを用いる場合に、上記特許文献1のように、主と補助のビームヘッドの構成をとることは、コスト面或いは位置精度を保って両ビームヘッドを組合せる工程が必要になるので、生産性の観点からも得策ではない。
本発明は、マルチビーム方式の走査露光において、相反則不軌により発生する濃度むらを抑制するための従来法における上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決すべき課題は、デバイスの追加という形態で発光素子を増やすことなく、濃度むらをより高性能に抑制し、画像品質の向上を図ることにある。
従って、上記特許文献1の方式によると、主と補助の両ビームヘッドを連続する画素ラインの書込みに用いる際に、各ヘッドの動作特性のばらつきによる影響を考慮し、影響の回避や抑制をする必要があり、出力画像を高品質に保つためのタイミングや光量の制御回路を各デバイスに対応させるために回路構成を複雑にする。また、発光素子として数十の光源を有するVCSELを用いる場合に、上記特許文献1のように、主と補助のビームヘッドの構成をとることは、コスト面或いは位置精度を保って両ビームヘッドを組合せる工程が必要になるので、生産性の観点からも得策ではない。
本発明は、マルチビーム方式の走査露光において、相反則不軌により発生する濃度むらを抑制するための従来法における上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決すべき課題は、デバイスの追加という形態で発光素子を増やすことなく、濃度むらをより高性能に抑制し、画像品質の向上を図ることにある。
請求項1の発明は、画像データにより点灯が制御可能で点灯時に光ビームを出力する複数の光源を同一基板上に有する発光素子と、前記発光素子の光源から出力される各光ビームを主走査方向に偏向し、周期走査させる主走査手段と、前記偏向手段により周期走査される光ビームにより露光される被露光体を該光ビームの主走査方向に交わる方向に変位させる副走査手段と、前記発光素子が有する光源の点灯を制御する走査露光制御手段を有する走査露光装置において、前記走査露光制御手段は、1走査露光で形成可能な複数画素ラインの一部が次周期の走査露光で形成可能な画素ラインの一部と重なり合うように点灯タイミングを制御することで副走査方向のラインシフトを行い、かつ画像データによる点灯制御の際、周期の前後で重なり合う前記画素ラインのどちらで画素ラインを形成するための点灯を行うかを制御することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載された走査露光装置において、前記走査露光制御手段は、副走査方向に近接する画素同士を同一走査で点灯させないように、重なり合う前記画素ラインの一方に対する点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項2の発明は、請求項1に記載された走査露光装置において、前記走査露光制御手段は、副走査方向に近接する画素同士を同一走査で点灯させないように、重なり合う前記画素ラインの一方に対する点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項3の発明は、前記発光素子の有する複数光源が副走査方向にNdpiのピッチ間隔で光ビームを出力し、1画素を構成するために用いる光源数M(整数)を可変設定し得る請求項1又は2に記載された走査露光装置において、前記走査露光制御手段は、1画素を構成するために用いる光源数として設定された数値Mに従い、N/M dpiのピッチ間隔で画素ラインを形成する制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項4の発明は、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定した光源を点灯制御の対象として可変設定し得る請求項3に記載された走査露光装置において、前記走査露光制御手段は、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定された光源を対象として点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項4の発明は、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定した光源を点灯制御の対象として可変設定し得る請求項3に記載された走査露光装置において、前記走査露光制御手段は、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定された光源を対象として点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載された走査露光装置において、前記走査露光制御手段は、前記発光素子の有する光源が出力する光ビームの光量を制御する光量制御手段を備えたことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項6の発明は、請求項5に記載された走査露光装置において、前記光量制御手段が1画素を構成するために用いる光源数Mの単位で同一制御条件に従う動作を行う手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項7の発明は、請求項5又は6に記載された走査露光装置において、前記光量制御手段が光源の点灯をON/OFFするPWM変調方式による手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項6の発明は、請求項5に記載された走査露光装置において、前記光量制御手段が1画素を構成するために用いる光源数Mの単位で同一制御条件に従う動作を行う手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項7の発明は、請求項5又は6に記載された走査露光装置において、前記光量制御手段が光源の点灯をON/OFFするPWM変調方式による手段であることを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項8の発明は、前記被露光体を感光体とした請求項1乃至7のいずれかに記載された走査露光装置と、前記感光体に形成された潜像を可視化像として現像する手段と、前記可視化像を記録媒体に転写する手段を有した画像形成装置を構成することによって、画像形成装置における上記課題を解決するものである。
請求項9の発明は、コンピュータを請求項1乃至7のいずれかに記載された走査露光装置における前記走査露光制御手段として機能させるためのプログラムを走査露光装置に搭載したコンピュータで駆動することによって、上記課題を解決するものである。
請求項10の発明は、画像データにより点灯が制御可能で点灯時に光ビームを出力する複数の光源を同一基板上に有する発光素子から光ビームを出力する光ビーム出力工程と、前記光ビーム出力工程で出力された各光ビームを主走査方向に偏向し、周期走査させる走査工程と、前記走査工程で周期走査される光ビームにより、該光ビームの主走査方向に交わる方向に変位させる被露光体を照射する露光工程と、前記発光素子が有する光源の点灯を制御する走査露光制御工程を行う走査露光方法において、前記走査露光制御工程は、1走査露光で形成可能な複数画素ラインの一部が次周期の走査露光で形成可能な画素ラインの一部と重なり合うように点灯タイミングを制御することで副走査方向のラインシフトを行い、かつ画像データによる点灯制御の際、周期の前後で重なり合う前記画素ラインのどちらで画素ラインを形成するための点灯を行うかを制御することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項11の発明は、請求項10に記載された走査露光方法において、前記走査露光制御工程は、副走査方向に近接する画素同士を同一走査で点灯させないように、重なり合う前記画素ラインの一方に対する点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項11の発明は、請求項10に記載された走査露光方法において、前記走査露光制御工程は、副走査方向に近接する画素同士を同一走査で点灯させないように、重なり合う前記画素ラインの一方に対する点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項12の発明は、前記発光素子の有する複数光源が副走査方向にNdpiのピッチ間隔で光ビームを出力し、1画素を構成するために用いる光源数M(整数)を可変設定し得る画素設定工程を行う請求項10又は11に記載された走査露光方法において、前記走査露光制御工程では、1画素を構成するために用いる光源数として設定された数値Mに従い、N/M dpiのピッチ間隔で画素ラインを形成する制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項13の発明は、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定した光源を点灯制御の対象として設定する点灯光源設定工程を行う請求項12に記載された走査露光方法において、前記走査露光制御工程では、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定された光源を対象として点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項13の発明は、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定した光源を点灯制御の対象として設定する点灯光源設定工程を行う請求項12に記載された走査露光方法において、前記走査露光制御工程では、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定された光源を対象として点灯制御を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項14の発明は、請求項10乃至13のいずれかに記載された走査露光方法において、前記走査露光制御工程では、前記発光素子の有する光源が出力する光ビームの光量を制御することを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項15の発明は、請求項14に記載された走査露光方法において、光ビームの光量を制御する前記工程では、1画素を構成するために用いる光源数Mの単位で同一制御条件に従う動作を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項16の発明は、請求項14又は15に記載された走査露光方法において、光ビームの光量を制御する前記工程では、光源の点灯をON/OFFするPWM変調方式による動作を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項15の発明は、請求項14に記載された走査露光方法において、光ビームの光量を制御する前記工程では、1画素を構成するために用いる光源数Mの単位で同一制御条件に従う動作を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
請求項16の発明は、請求項14又は15に記載された走査露光方法において、光ビームの光量を制御する前記工程では、光源の点灯をON/OFFするPWM変調方式による動作を行うことを特徴とし、このようにすることによって上記課題を解決するものである。
(1) 本発明によると、例えば、VCSELのような同一基板上に複数光源を有する発光素子によるマルチビーム方式の走査露光における光源の点灯制御(即ち、1走査露光で形成可能な複数画素ラインの一部が次周期の走査露光で形成可能な画素ラインの一部と重なり合うように、副走査方向のラインシフトを行い、かつ画像データで点灯制御する際、周期の前後で重なり合う画素ラインのどちらで画素ラインを形成するかを選択可能として、走査の境目で2度露光を受けないように、境目を変更する走査露光制御を行うこと)により、相反則不軌の影響を回避することを可能としたので、従来技術(相反則不軌の影響を回避するための補助ビームヘッドを主ビームヘッドとは別のデバイスとして、主ビームヘッドに組合せて装備)に比べ相反則不軌による濃度むらをより高性能に抑制し、目標の濃度に制御できるので、画像品質を向上させ、トナーの無駄な消費をなくすことができ、しかも回路構成を簡素化し、延いては生産性を向上することが可能になる(請求項1,2,10,11)。
(2) また、Ndpiのピッチ間隔で光ビームを出力する発光素子が用いられる場合に、1画素を構成するために用いる光源数として設定された数値Mに従い、N/M dpiのピッチ間隔で画素ラインを形成する制御を行うこと(請求項3,12)、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定された光源を対象として点灯制御を行うこと(請求項4,13)、発光素子の有する光源が出力する光ビームの光量を制御することによって(請求項5〜7,14〜16)、要求に応じて出力画像を最適化することが可能になる。
(3) また、画像形成装置の感光体への走査露光において、上記(1)、(2)の発明の効果を具現化することにより、画像形成装置のパフォーマンスを向上させることが可能になる(請求項8)。
(3) また、画像形成装置の感光体への走査露光において、上記(1)、(2)の発明の効果を具現化することにより、画像形成装置のパフォーマンスを向上させることが可能になる(請求項8)。
本発明に係わる実施形態を以下に説明する。
以下には、本発明を電子写真方式の画像形成装置の走査露光装置に実施した例を示す。
図1は、本実施形態の走査露光装置の概略構成を示す。
図1に示す走査露光装置は、VCSELのような同一基板上に複数光源を有する発光素子10から出力される光(レーザ)ビームをモータで定速回転されるポリゴンミラー(光偏向器)20により主走査方向に周期走査させ、副走査方向(通常、主走査方向に直交し、図1においては紙面に垂直方向)に変位する被露光体としての感光体30を照射し、感光面を2次元面にわたって走査光ビームで露光する。
この走査露光装置における発光素子10は、同一基板上にそれぞれ点灯制御可能な複数の光源が配列されている。発光素子10の各光源から出力し、ポリゴンミラー20により周期走査される光ビームは、感光体30上で副走査方向に所定ピッチで投射され、連続する(隣接する)複数走査ラインの画素列を同時に露光し、所謂マルチビーム隣接露光方式によって画像形成を行うことを可能とする。ただ、VCSELでは、副走査方向に連続する複数個の光源で1画素を形成する方法(後記で詳述)が良く用いられており、この方法による場合、1走査で同時に露光する画素(走査ライン)数は光源数と一致しない。
図2は、例えば、4光源LD0〜LD3よりなる発光素子によるマルチビーム隣接露光方式における露光タイミングを示す。図2に示すように、各素子を同時に駆動してマルチビームで走査露光を行うので、主走査の各周期内では、隣接するLD0〜LD3の露光タイミングは一致する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、LDと画素(走査ライン)を1対1の関係とする。
以下には、本発明を電子写真方式の画像形成装置の走査露光装置に実施した例を示す。
図1は、本実施形態の走査露光装置の概略構成を示す。
図1に示す走査露光装置は、VCSELのような同一基板上に複数光源を有する発光素子10から出力される光(レーザ)ビームをモータで定速回転されるポリゴンミラー(光偏向器)20により主走査方向に周期走査させ、副走査方向(通常、主走査方向に直交し、図1においては紙面に垂直方向)に変位する被露光体としての感光体30を照射し、感光面を2次元面にわたって走査光ビームで露光する。
この走査露光装置における発光素子10は、同一基板上にそれぞれ点灯制御可能な複数の光源が配列されている。発光素子10の各光源から出力し、ポリゴンミラー20により周期走査される光ビームは、感光体30上で副走査方向に所定ピッチで投射され、連続する(隣接する)複数走査ラインの画素列を同時に露光し、所謂マルチビーム隣接露光方式によって画像形成を行うことを可能とする。ただ、VCSELでは、副走査方向に連続する複数個の光源で1画素を形成する方法(後記で詳述)が良く用いられており、この方法による場合、1走査で同時に露光する画素(走査ライン)数は光源数と一致しない。
図2は、例えば、4光源LD0〜LD3よりなる発光素子によるマルチビーム隣接露光方式における露光タイミングを示す。図2に示すように、各素子を同時に駆動してマルチビームで走査露光を行うので、主走査の各周期内では、隣接するLD0〜LD3の露光タイミングは一致する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、LDと画素(走査ライン)を1対1の関係とする。
この走査露光の際、画像(画素)データによる発光素子10の点灯の開始と終了のタイミングは、感光体30の所定位置に画像を書込む(形成する)ために制御される。この制御は、感光体30の直前における主走査ライン上に設けた同期検知センサ40で走査光ビームの通過を検知し、得られた同期信号を基準にして一定のタイミングで立ち上げられ、所定の露光期間の経過後、立ち下げられる信号を用いて露光期間を制御する。
また、副走査方向に感光体30を移動(通常、感光体はドラムであるから、ドラムを回転)させながら、複数の光ビームにより感光面へのマルチビーム隣接露光を主走査の周期で繰り返すときに、マルチビーム隣接露光の各周期の境目において、主走査ライン間隔を保持しなければならないので、図2に示されるように、n回目のマルチビーム隣接露光(主走査)を行った後、同図中に期間Tとして示される所定時間を経たタイミングで、n+1回目の露光(主走査)を行う。
この期間Tは、副走査方向にシフトさせるライン数によって異なる(例えば、後記で詳述する図7(a)の32LDマルチビーム隣接露光の例では、4LDで1画素ドットを形成するので、同時に8画素ラインの書込みが可能であり、副走査は8ラインシフトで行っている)。また、期間Tは、副走査方向に移動する感光体30の移動速度(感光体ドラムの回転速度)に依存する。従って、解像度を変更するために感光体ドラムの回転速度を変化させる場合には、回転速度の変化に応じて期間Tを変更する必要がある。
また、副走査方向に感光体30を移動(通常、感光体はドラムであるから、ドラムを回転)させながら、複数の光ビームにより感光面へのマルチビーム隣接露光を主走査の周期で繰り返すときに、マルチビーム隣接露光の各周期の境目において、主走査ライン間隔を保持しなければならないので、図2に示されるように、n回目のマルチビーム隣接露光(主走査)を行った後、同図中に期間Tとして示される所定時間を経たタイミングで、n+1回目の露光(主走査)を行う。
この期間Tは、副走査方向にシフトさせるライン数によって異なる(例えば、後記で詳述する図7(a)の32LDマルチビーム隣接露光の例では、4LDで1画素ドットを形成するので、同時に8画素ラインの書込みが可能であり、副走査は8ラインシフトで行っている)。また、期間Tは、副走査方向に移動する感光体30の移動速度(感光体ドラムの回転速度)に依存する。従って、解像度を変更するために感光体ドラムの回転速度を変化させる場合には、回転速度の変化に応じて期間Tを変更する必要がある。
マルチビーム隣接露光(主走査)を行うときに、発光素子10の各光源は画像データにより点灯制御される。
制御部は、書込みラインが感光体30上の所定位置になるように、副走査カウンタによって定められるタイミングに従って発光素子10の各光源の点灯制御動作を開始し、発光素子10の光源数分のデータを用いて、ライン毎に画像の書込制御を行う。ただ、副走査方向に連続する複数個(n)のLD光源(ビームスポット)で1画素を形成する場合には、後述するように、画素毎にビームを出射するLD光源を1〜n個の範囲で選択することができる(4LDで1画素ドットを形成する場合の出射LDのテーブルを示す図10、参照)。
画像の書込制御では、走査ビームを基準位置で検出する同期検知センサ40からの同期信号に基づいて主走査方向の各画素位置を主走査カウンタによって定め、画像データの画素列から順次画素クロックに応じて取出した画素データと光量設定データに基づいて、点灯消灯制御信号および発光量を制御するための光量設定信号を生成する(書込制御部の構成、動作については後記の実施形態、参照)。LDドライバは、点灯消灯制御信号および光量設定信号の入力を受け、LDに駆動信号を供給し、LDを点灯制御する。
また、上記した走査露光装置を記録媒体へのプリント出力を行う電子写真方式の画像形成装置に用いる場合、画像形成部では、感光体30への走査露光によって静電潜像を生成し、これを可視化像として記録媒体に定着させる必要がある。従って、こうした電子写真方式の画像形成処理には、感光体30回りに、帯電器、トナーによる現像ユニット、転写器、クリーニングユニット、除電器のほか、記録媒体の給紙装置や記録媒体上に形成したトナー像の定着装置を構成要素として備える必要がある。これらの要素を用いることにより、帯電、露光、現像、転写により記録媒体上に画像を形成し、この後、記録媒体(転写紙)上に形成された画像を定着する、という通常行われている電子写真プロセスに従い画像形成処理を行う。なお、この画像形成装置は、電子写真方式の装置で用いられている既存の手段を適用することによって、実施が可能であるから、ここでは詳細な説明は省略する。
制御部は、書込みラインが感光体30上の所定位置になるように、副走査カウンタによって定められるタイミングに従って発光素子10の各光源の点灯制御動作を開始し、発光素子10の光源数分のデータを用いて、ライン毎に画像の書込制御を行う。ただ、副走査方向に連続する複数個(n)のLD光源(ビームスポット)で1画素を形成する場合には、後述するように、画素毎にビームを出射するLD光源を1〜n個の範囲で選択することができる(4LDで1画素ドットを形成する場合の出射LDのテーブルを示す図10、参照)。
画像の書込制御では、走査ビームを基準位置で検出する同期検知センサ40からの同期信号に基づいて主走査方向の各画素位置を主走査カウンタによって定め、画像データの画素列から順次画素クロックに応じて取出した画素データと光量設定データに基づいて、点灯消灯制御信号および発光量を制御するための光量設定信号を生成する(書込制御部の構成、動作については後記の実施形態、参照)。LDドライバは、点灯消灯制御信号および光量設定信号の入力を受け、LDに駆動信号を供給し、LDを点灯制御する。
また、上記した走査露光装置を記録媒体へのプリント出力を行う電子写真方式の画像形成装置に用いる場合、画像形成部では、感光体30への走査露光によって静電潜像を生成し、これを可視化像として記録媒体に定着させる必要がある。従って、こうした電子写真方式の画像形成処理には、感光体30回りに、帯電器、トナーによる現像ユニット、転写器、クリーニングユニット、除電器のほか、記録媒体の給紙装置や記録媒体上に形成したトナー像の定着装置を構成要素として備える必要がある。これらの要素を用いることにより、帯電、露光、現像、転写により記録媒体上に画像を形成し、この後、記録媒体(転写紙)上に形成された画像を定着する、という通常行われている電子写真プロセスに従い画像形成処理を行う。なお、この画像形成装置は、電子写真方式の装置で用いられている既存の手段を適用することによって、実施が可能であるから、ここでは詳細な説明は省略する。
マルチビーム隣接露光では、相反則不軌により濃度むら(バンディング)が発生する。この相反則不軌により発生する濃度むらを抑制する方法として提案された従来法(上記特許文献1)は、主ビームヘッドに別のデバイスとして組合せた補助ビームヘッドを用い、主ビームヘッドのみを用いると、走査の境目において、前と後の異なる周期による2度の露光を受ける場合には、補助ビームヘッドを用い、走査の境目を変更して、同時露光とすることで、相反則不軌の影響を回避している。(上記[背景技術]の項の記載、参照)。
しかしながら、主と補助のビームヘッドを別のデバイスとし、組合せる構成とした従来法によると、両ヘッドを用いて連続する画素ラインを書込む際に、各ヘッドの動作特性のばらつきによる影響を考慮する必要があり、出力画像を高品質に保つためのタイミングや光量の制御回路を各デバイスに対応させるための回路構成を複雑にする。また、VCSELを両ビームヘッドに用い、上記従来法を実施すると、コスト面或いは位置精度を保って両ビームヘッドを組合せる工程が必要になるので、生産性の観点からも得策ではない。
そこで、本発明では、同一基板上に複数光源を有する発光素子(例えば、VCSEL)の各光源の点灯制御で画素ラインにおける走査の境目を変更することによって、相反則不軌の影響を回避することを可能とするものである。即ち、1走査露光で形成可能な複数画素ラインの一部が次周期の走査露光で形成可能な画素ラインの一部と重なり合うように、副走査方向のラインシフトを行い、かつ画像データで点灯制御する(書込む)際、周期の前後で重なり合う画素ラインのどちらで書込みを行う(画素ラインを形成する)かを選択可能として、走査の境目で2度露光を受けない(隣り合うラインの両方にデータがあり、露光を行う場合には、同じ周期で同時に露光し、走査の境目としない)ように、境目を変更する走査露光制御を行う。
しかしながら、主と補助のビームヘッドを別のデバイスとし、組合せる構成とした従来法によると、両ヘッドを用いて連続する画素ラインを書込む際に、各ヘッドの動作特性のばらつきによる影響を考慮する必要があり、出力画像を高品質に保つためのタイミングや光量の制御回路を各デバイスに対応させるための回路構成を複雑にする。また、VCSELを両ビームヘッドに用い、上記従来法を実施すると、コスト面或いは位置精度を保って両ビームヘッドを組合せる工程が必要になるので、生産性の観点からも得策ではない。
そこで、本発明では、同一基板上に複数光源を有する発光素子(例えば、VCSEL)の各光源の点灯制御で画素ラインにおける走査の境目を変更することによって、相反則不軌の影響を回避することを可能とするものである。即ち、1走査露光で形成可能な複数画素ラインの一部が次周期の走査露光で形成可能な画素ラインの一部と重なり合うように、副走査方向のラインシフトを行い、かつ画像データで点灯制御する(書込む)際、周期の前後で重なり合う画素ラインのどちらで書込みを行う(画素ラインを形成する)かを選択可能として、走査の境目で2度露光を受けない(隣り合うラインの両方にデータがあり、露光を行う場合には、同じ周期で同時に露光し、走査の境目としない)ように、境目を変更する走査露光制御を行う。
以下、上記走査露光制御を実施例に基づいて、詳細に説明する。
本発明では、複数の光源を同一基板上に有する発光素子をマルチビーム隣接露光に用いるが、ここでは、この素子に、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:面発光レーザダイオード)を好適に実施し得るものとして採用する。そこで、先ず、VCSELによるマルチビーム隣接露光について、説明する。
図3は、LD光源の配置を異にするVCSELの例を(A)、(B)として示すものである。図中に矢示する主走査方向はポリゴンミラー20によって走査される方向であり、副走査方向は感光体30の移動により走査される方向である。
図3の(A)、(B)いずれも、計32個のLD(レーザー・ダイオード)光源を備え、各LDの副走査ピッチが4800dpiであり、主走査方向へも一定のピッチの間隔を空けているので、面上で斜めの配列となっている。ただ、副走査ピッチ4800dpiを保ちながら、図3(A)は、8個を単位とする列を主走査方向に前列の位置に戻し、8個の単位列を副走査方向に4列並べた配置となる。他方、図3(B)は、10個を単位とする列であるから、10個を単位とする3列に加える列には2個を並べた配置となるので、基板面の形は、主走査方向に長くなる。なお、この配置は、副走査ピッチと主走査ピッチが保たれれば、任意の配置をとることが可能であり、同図示に制限されない。
本発明では、複数の光源を同一基板上に有する発光素子をマルチビーム隣接露光に用いるが、ここでは、この素子に、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser:面発光レーザダイオード)を好適に実施し得るものとして採用する。そこで、先ず、VCSELによるマルチビーム隣接露光について、説明する。
図3は、LD光源の配置を異にするVCSELの例を(A)、(B)として示すものである。図中に矢示する主走査方向はポリゴンミラー20によって走査される方向であり、副走査方向は感光体30の移動により走査される方向である。
図3の(A)、(B)いずれも、計32個のLD(レーザー・ダイオード)光源を備え、各LDの副走査ピッチが4800dpiであり、主走査方向へも一定のピッチの間隔を空けているので、面上で斜めの配列となっている。ただ、副走査ピッチ4800dpiを保ちながら、図3(A)は、8個を単位とする列を主走査方向に前列の位置に戻し、8個の単位列を副走査方向に4列並べた配置となる。他方、図3(B)は、10個を単位とする列であるから、10個を単位とする3列に加える列には2個を並べた配置となるので、基板面の形は、主走査方向に長くなる。なお、この配置は、副走査ピッチと主走査ピッチが保たれれば、任意の配置をとることが可能であり、同図示に制限されない。
図4は、図3に示したVCSELにより画素ドットを形成する例を示す概念図である。
図4の例は、図3に示した、副走査ピッチを4800dpiとした計32個のLD1〜LD32からレーザービームを発光するVCSELを用いて、1200dpiの1ドットピッチ主走査ライン画像を形成した例を示している。
ここで、画素ドット(以下、単に「ドット」という場合、画素ドットを指す)の1200dpiは、副走査方向に連続した4個のLDで1画素を形成することで、4800dpi/4光源=1200dpiとし、光源のビームスポット4800dpiに対し4倍のドットピッチにしている。なお、複数のレーザーで1画素を形成するようにしているのは、VCSELの特性上、面発光レーザーの各LDから出射されるレーザーは、従来使用されている端面発光レーザーと比較して光量が小さいため、複数のレーザーを重ね合わせることで、従来と同等の光量を得るためである(図5参照)。
従って、図3に示したVCSELによると、1走査で最大8ライン(32光源/4光源=8画素)の1200dpi画像を同時に形成する(露光走査する)ことができる。
一般的には、VCSELの有する複数のLD光源が副走査方向にNdpiのピッチ間隔で光ビームを出力するもので、1画素を構成するために用いる光源数M(整数)を可変設定し得るようにした場合に、N/M dpiのピッチ間隔で画素ラインを形成する走査露光制御を行うことにより、対応が可能となる。
図4の例は、図3に示した、副走査ピッチを4800dpiとした計32個のLD1〜LD32からレーザービームを発光するVCSELを用いて、1200dpiの1ドットピッチ主走査ライン画像を形成した例を示している。
ここで、画素ドット(以下、単に「ドット」という場合、画素ドットを指す)の1200dpiは、副走査方向に連続した4個のLDで1画素を形成することで、4800dpi/4光源=1200dpiとし、光源のビームスポット4800dpiに対し4倍のドットピッチにしている。なお、複数のレーザーで1画素を形成するようにしているのは、VCSELの特性上、面発光レーザーの各LDから出射されるレーザーは、従来使用されている端面発光レーザーと比較して光量が小さいため、複数のレーザーを重ね合わせることで、従来と同等の光量を得るためである(図5参照)。
従って、図3に示したVCSELによると、1走査で最大8ライン(32光源/4光源=8画素)の1200dpi画像を同時に形成する(露光走査する)ことができる。
一般的には、VCSELの有する複数のLD光源が副走査方向にNdpiのピッチ間隔で光ビームを出力するもので、1画素を構成するために用いる光源数M(整数)を可変設定し得るようにした場合に、N/M dpiのピッチ間隔で画素ラインを形成する走査露光制御を行うことにより、対応が可能となる。
また、本実施形態では、1画素ドットの形成に用いることが可能な4個のLDの中、中央2個のLDで画素ドットを形成するようにする例を示す。これは、このVCSELの光源から発するビームの照射により感光体表面上に形成される静電潜像のスポットが、従来の端面発光レーザーにおける1光源からのビームスポットに近似させることができるからである。
図5は、端面発光LDとVCSELのレーザー光源によって形成される静電潜像のスポット形状を対比して示す図である。
図5中の(A)は、端面発光LDの1光源に対応するビームスポットを示し、図5中の(B)、(C)は、それぞれVCSELの4光源と2光源に対応するビームスポットを示す。同図に示すように、各々のビームスポットはほぼ楕円形をなし、スポットの長径はVCSELの4光源よりも2光源の方が端面発光LDの1光源に近い。
このように、感光体表面上に形成されるビームスポットの広がりを抑えることで、相反則不軌の影響による濃度むらをより低減できるとともに、現像材であるトナーによる形成画像のコントラストが向上し、高品質な画像を形成することができるので、この面では、2光源(C)の方が4光源(B)よりも有利である。
勿論、使用する光源は中央の2光源に限らず、図10のビーム出射モードテーブル(4個のLDの中、○で示したLDを点灯させ、1画素ドットの形成に用いるためのビームとして出射させる各種のビーム出射モードを示すテーブル)に示すように、様々な組み合わせで光源LD1〜4を選択し、使用することができる。
図5は、端面発光LDとVCSELのレーザー光源によって形成される静電潜像のスポット形状を対比して示す図である。
図5中の(A)は、端面発光LDの1光源に対応するビームスポットを示し、図5中の(B)、(C)は、それぞれVCSELの4光源と2光源に対応するビームスポットを示す。同図に示すように、各々のビームスポットはほぼ楕円形をなし、スポットの長径はVCSELの4光源よりも2光源の方が端面発光LDの1光源に近い。
このように、感光体表面上に形成されるビームスポットの広がりを抑えることで、相反則不軌の影響による濃度むらをより低減できるとともに、現像材であるトナーによる形成画像のコントラストが向上し、高品質な画像を形成することができるので、この面では、2光源(C)の方が4光源(B)よりも有利である。
勿論、使用する光源は中央の2光源に限らず、図10のビーム出射モードテーブル(4個のLDの中、○で示したLDを点灯させ、1画素ドットの形成に用いるためのビームとして出射させる各種のビーム出射モードを示すテーブル)に示すように、様々な組み合わせで光源LD1〜4を選択し、使用することができる。
上記のように、光源LD1〜4を様々な組み合わせで選択し、使用することに加え、更に、使用する光源の点灯を制御するための画像データとの組み合わせにより、感光体表面上に形成されるビームスポットの形状を変更することができる。
図6は、1画素ドットの形成に用いる4個のLDを制御するための画像データの入力段に設ける経路切替回路の例を示す。図6中に示す経路切替回路11a〜11iは、経路切替値として設定される値に従って、画素ドットを形成する4個のLDに対する点灯制御用画像データ1〜4,5〜8,・・,33〜36の経路を画素ドット単位で切替える制御を行い、光源LDを点灯するデータとして各々に出力するLD1〜4,5〜8,・・,33〜36データを変化させる。
図6中の(A)は、1画素ドットの形成に用いる4光源毎に使用するLDを選択できるようにしている。この場合の画像データとの組み合わせは、1画素ドット目の画像データ1〜4とLD1〜4を例にすると、最大の組み合わせは図11のテーブルに示す69通りとなり、69通りに対応する値を指示する経路切替値0〜68を経路切替回路11a〜11iにそれぞれの経路切替値A〜Iとして設定することにより,所期の切替制御を実施することができる。
また、図6(B)のように、経路切替回路11a〜11iに共通の経路切替値を設定する回路構成にすれば、図11のテーブルに例示する1経路設定値を経路切替回路11a〜11iで共通に使用することができる。
なお、この切替制御は走査周期毎や1画素毎などのタイミングで行うことが可能であることは言うまでもない。
図6は、1画素ドットの形成に用いる4個のLDを制御するための画像データの入力段に設ける経路切替回路の例を示す。図6中に示す経路切替回路11a〜11iは、経路切替値として設定される値に従って、画素ドットを形成する4個のLDに対する点灯制御用画像データ1〜4,5〜8,・・,33〜36の経路を画素ドット単位で切替える制御を行い、光源LDを点灯するデータとして各々に出力するLD1〜4,5〜8,・・,33〜36データを変化させる。
図6中の(A)は、1画素ドットの形成に用いる4光源毎に使用するLDを選択できるようにしている。この場合の画像データとの組み合わせは、1画素ドット目の画像データ1〜4とLD1〜4を例にすると、最大の組み合わせは図11のテーブルに示す69通りとなり、69通りに対応する値を指示する経路切替値0〜68を経路切替回路11a〜11iにそれぞれの経路切替値A〜Iとして設定することにより,所期の切替制御を実施することができる。
また、図6(B)のように、経路切替回路11a〜11iに共通の経路切替値を設定する回路構成にすれば、図11のテーブルに例示する1経路設定値を経路切替回路11a〜11iで共通に使用することができる。
なお、この切替制御は走査周期毎や1画素毎などのタイミングで行うことが可能であることは言うまでもない。
次に、VCSELをマルチビーム隣接露光に用いる際に発生する相反則不軌による濃度むらを走査露光制御により低減する方法について、実施例をもとに詳細に説明する。
図7は、相反則不軌による濃度むらの発生と、濃度むらを低減する走査露光制御方法の実施例を説明する図である。
図7の(A)は、従来の走査露光制御方法によって、マルチビーム隣接露光を行っている例を示す。なお、同図に示す例は、1(画素)ドットを4LD(光源)で形成し、1走査で同時に8ラインの画素列を形成可能としているが、制御条件としては、4光源中の中央2個を画素の形成に用いている。また、2ドット分の間隔を空けて、隣り合う2ドットでラインを形成する(以下、「2ドットピッチライン画像形成」という)ように、光源LD1〜32の点灯を制御している。
露光後の画像形成結果は、図7の(A)に示すように、n走査目で同時に露光された(LD14,LD15)と(LD18,LD19)の画素ラインは相反則不軌の影響を受けないので、各画素ラインは細くなっている。これに対し、隣り合うラインであっても、n走査目とn+1走査目の境目の画素ラインに当たる(LD30,LD31)と(LD2,LD3)により露光されたラインは、相反則不軌の影響を受けるので、各画素ラインは太くなっている。相反則不軌の影響を受けた部分は、影響を受けない部分に比べて,濃度が高くなり、形成された画像濃度を変化させ、一様な中間調の画像の場合、バンディングとして視覚で認識され、画質不良となってしまう。
図7は、相反則不軌による濃度むらの発生と、濃度むらを低減する走査露光制御方法の実施例を説明する図である。
図7の(A)は、従来の走査露光制御方法によって、マルチビーム隣接露光を行っている例を示す。なお、同図に示す例は、1(画素)ドットを4LD(光源)で形成し、1走査で同時に8ラインの画素列を形成可能としているが、制御条件としては、4光源中の中央2個を画素の形成に用いている。また、2ドット分の間隔を空けて、隣り合う2ドットでラインを形成する(以下、「2ドットピッチライン画像形成」という)ように、光源LD1〜32の点灯を制御している。
露光後の画像形成結果は、図7の(A)に示すように、n走査目で同時に露光された(LD14,LD15)と(LD18,LD19)の画素ラインは相反則不軌の影響を受けないので、各画素ラインは細くなっている。これに対し、隣り合うラインであっても、n走査目とn+1走査目の境目の画素ラインに当たる(LD30,LD31)と(LD2,LD3)により露光されたラインは、相反則不軌の影響を受けるので、各画素ラインは太くなっている。相反則不軌の影響を受けた部分は、影響を受けない部分に比べて,濃度が高くなり、形成された画像濃度を変化させ、一様な中間調の画像の場合、バンディングとして視覚で認識され、画質不良となってしまう。
そこで、マルチビーム隣接露光におけるn走査目とn+1走査目の画素ラインの境目が画素を形成するライン(図7(A)の例では、(LD30,LD31)と(LD2,LD3)の画素ライン)間にこないように、走査露光制御を行う。即ち、1走査で形成可能な複数画素ラインの一部を次周期の走査で重なり合うように副走査方向のラインシフトを行い、前後の走査周期で重なり合う画素ラインのどちらで画素を形成するための露光を行うかを制御する。
上記で前後の走査周期で重なり合う画素ラインを形成するLD光源列を1画素分とし、この画素の形成に当てるLD光源を付加したVCSELのLD配置例を図8に示す。図8においては、図4(B)に示したVCSELのLD配置例(LD1〜32を持つ)において、LD33〜36の1画素分のLD光源列を付加し、これを“補助光源” に当てる。なお、以下、LD光源の “主光源”(LD1〜32)を補助するための光源として機能し、前後の走査周期で重なり合う画素ラインを形成する光源部分(LD33〜36、図7(B)ではLD1´〜LD4´として示す)を補助光源と記し、主光源と区別する。
上記で前後の走査周期で重なり合う画素ラインを形成するLD光源列を1画素分とし、この画素の形成に当てるLD光源を付加したVCSELのLD配置例を図8に示す。図8においては、図4(B)に示したVCSELのLD配置例(LD1〜32を持つ)において、LD33〜36の1画素分のLD光源列を付加し、これを“補助光源” に当てる。なお、以下、LD光源の “主光源”(LD1〜32)を補助するための光源として機能し、前後の走査周期で重なり合う画素ラインを形成する光源部分(LD33〜36、図7(B)ではLD1´〜LD4´として示す)を補助光源と記し、主光源と区別する。
図8に例示したVCSELを用いてマルチビーム露光走査を行う際、副走査方向のラインシフト量をLD32個(主光源LD1〜32の個)分とし、LD33〜36は補助光源として機能させるために、次の走査周期の主光源LD1〜LD4と重なり合うようにする。
図7(B)は、補助光源を用いる制御を行うことで、走査周期の境目を変更する動作を説明する図である。ここでは、図7(A)に示した、2ドットピッチラインの画像形成において、走査周期の境目が固定で相反則不軌の影響を受ける場合に、補助光源を用いる制御を行うことにより、この影響を回避することを可能とするものである。
即ち、従来の方法では、図7(A)の(LD30,LD31)と(LD2,LD3)の画素ラインに示すように、隣り合う画素ラインをn走査目とn+1走査目の異なる走査周期をまたいで(走査周期の境目に)形成し、濃度むらを発生させていたが、本発明の方法では、図7(B)に示すように、補助光源(LD1´〜LD4´)を用いる制御を行うことによって、同一走査周期のn走査目で隣り合う画素ラインを(LD30,LD31)と(LD2´,LD3´)の点灯によって形成し、走査周期の境目を変更する。なお、n走査目で補助光源(LD1´〜LD4´)を用いる制御を行い、走査周期の境目を変更した場合、補助光源による画素ラインが既に形成されているので、このラインに重なるn+1走査目における主光源の先頭のLD1〜LD4は点灯しない。
このようにして、走査周期の境目を変更する制御を行うことにより、相反則不軌の影響による濃度むらを低減することができる。
図7(B)は、補助光源を用いる制御を行うことで、走査周期の境目を変更する動作を説明する図である。ここでは、図7(A)に示した、2ドットピッチラインの画像形成において、走査周期の境目が固定で相反則不軌の影響を受ける場合に、補助光源を用いる制御を行うことにより、この影響を回避することを可能とするものである。
即ち、従来の方法では、図7(A)の(LD30,LD31)と(LD2,LD3)の画素ラインに示すように、隣り合う画素ラインをn走査目とn+1走査目の異なる走査周期をまたいで(走査周期の境目に)形成し、濃度むらを発生させていたが、本発明の方法では、図7(B)に示すように、補助光源(LD1´〜LD4´)を用いる制御を行うことによって、同一走査周期のn走査目で隣り合う画素ラインを(LD30,LD31)と(LD2´,LD3´)の点灯によって形成し、走査周期の境目を変更する。なお、n走査目で補助光源(LD1´〜LD4´)を用いる制御を行い、走査周期の境目を変更した場合、補助光源による画素ラインが既に形成されているので、このラインに重なるn+1走査目における主光源の先頭のLD1〜LD4は点灯しない。
このようにして、走査周期の境目を変更する制御を行うことにより、相反則不軌の影響による濃度むらを低減することができる。
ここで、上記した補助光源を用い、走査周期の境目を変更することにより、濃度むらの低減を可能とする2ドットピッチラインの画像形成(走査露光)を行うための制御フローの実施例を示す。
以下に例示する制御フローは、画像形成装置(或いは走査露光装置)全体を制御する制御部を構成するCPUによって実行される。この制御部のCPUは、画像形成の処理要求とともに、受け付けた画像データをもとに走査露光により画像を形成する時に、このフローに従った制御動作を行うための制御プログラムを駆動し、目的とする画像形成動作を実行する。
図9は、本実施例の画像形成(走査露光)制御のフロー図を示す。
図9の制御フローによると、この走査露光制御は、画像形成部へ記録媒体(転写紙)が供給された時等のタイミングでスタートされ、まず、画像領域信号がアサートされるまでの間に条件フラグの初期化を行う(ステップS102)。
この条件フラグは、後述する補助光源を使用して露光を行うか、否かを走査周期毎に決めるための制御条件を示すもので、flag1とflag2よりなり、このフラグによって、補助光源を用いる走査露光制御が管理される。flag1とflag2は、それぞれ“1,0”の2状態をとる。flag1は、現走査における画素ラインのチェック結果、即ち走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件があるか、否かを“1,0”により示し、flag2は、前回の走査におけるチェック結果“1,0”を保持させておく。
本実施例では、補助光源を使用して露光を行うか、否かは、flag1とflag2がどちらも“1”である場合、つまり、連続2走査で走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件がある場合に、補助光源を用い、走査周期の境目を変更する制御を行うことで、濃度むらを防ぐ。
以下に例示する制御フローは、画像形成装置(或いは走査露光装置)全体を制御する制御部を構成するCPUによって実行される。この制御部のCPUは、画像形成の処理要求とともに、受け付けた画像データをもとに走査露光により画像を形成する時に、このフローに従った制御動作を行うための制御プログラムを駆動し、目的とする画像形成動作を実行する。
図9は、本実施例の画像形成(走査露光)制御のフロー図を示す。
図9の制御フローによると、この走査露光制御は、画像形成部へ記録媒体(転写紙)が供給された時等のタイミングでスタートされ、まず、画像領域信号がアサートされるまでの間に条件フラグの初期化を行う(ステップS102)。
この条件フラグは、後述する補助光源を使用して露光を行うか、否かを走査周期毎に決めるための制御条件を示すもので、flag1とflag2よりなり、このフラグによって、補助光源を用いる走査露光制御が管理される。flag1とflag2は、それぞれ“1,0”の2状態をとる。flag1は、現走査における画素ラインのチェック結果、即ち走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件があるか、否かを“1,0”により示し、flag2は、前回の走査におけるチェック結果“1,0”を保持させておく。
本実施例では、補助光源を使用して露光を行うか、否かは、flag1とflag2がどちらも“1”である場合、つまり、連続2走査で走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件がある場合に、補助光源を用い、走査周期の境目を変更する制御を行うことで、濃度むらを防ぐ。
従って、手順としては、画像領域信号がアサートされるまで(即ち、ステップS101-NOの間)に、“flag1=0、flag2=0”として、条件フラグの初期化を行う(ステップS102)。
その後、画像領域信号がアサートされると(ステップS101-YES)、画像に対する1走査露光の制御に入り、現在、行おうとしている走査露光において、走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件があるか、否かをチェックし、このチェック結果により、条件フラグflag1を“1,0”のいずれかにセットする。
このチェック処理は、濃度むらが生じる条件を2ステップでチェックする。まず、予め設定された書込み密度の画像形成であり、1走査で同時に画像形成(露光)が可能な走査ライン中の最終ラインに画像が存在し、かつこの最終ラインの前ラインに画像が存在するかを調べる(ステップS103)。例えば、図7(B)では、1200dpi主光源のn走査目の最終ライン(LD29〜32)に画像(LDの点灯が必要な画像データ)があるか、否か、さらにこの最終ラインの前ライン(LD25〜28)に画像があるか、否か、を調べる。
ここで、最終ラインに画像が存在し、かつこの最終ラインの前ラインに画像が存在しなければ(ステップS103-NO)、1ステップ目の条件を満たすので、2ステップ目の濃度むらが生じる条件のチェックに移行する。
2ステップ目では、予め設定された書込み密度の画像形成であり、次の走査で画像形成(露光)が可能な走査ライン中の先頭ラインに画像が存在し、かつこの先頭ラインの次ラインに画像が存在するかを調べる(ステップS105)。例えば、図7(B)では、設定された書込み密度(本実施例では、画素ピッチが副走査方向に連続するLD数により可変であり、同図の例では、4個のLDで1画素を形成することで、4800dpi/4光源=1200dpiの書込み密度を設定している)に応じ、各走査ラインの画像データを把握し、主光源のn+1走査目の先頭ライン(LD1〜4)に画像(LDの点灯が必要な画像データ)があるか、否か、さらにこの最終ラインの次ライン(LD5〜8)に画像があるか、否か、を調べる。
ここで、先頭ラインに画像が存在し、かつこの先頭ラインの次ラインに画像が存在しなければ(ステップS105-NO)、2ステップ目の条件も満たされ、相反則不軌による濃度むらが生じる条件があるので、条件フラグflag1を“flag1=1”にセットする(ステップS107)。
他方、濃度むらが生じる条件をステップS103及びステップS105の2ステップでチェックした結果として、いずれのステップでも相反則不軌による濃度むらが生じる条件がない場合には(ステップS103-YES,S105-YES)、条件フラグflag1を“flag1=0”にセットする(ステップS104,S106)。
その後、画像領域信号がアサートされると(ステップS101-YES)、画像に対する1走査露光の制御に入り、現在、行おうとしている走査露光において、走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件があるか、否かをチェックし、このチェック結果により、条件フラグflag1を“1,0”のいずれかにセットする。
このチェック処理は、濃度むらが生じる条件を2ステップでチェックする。まず、予め設定された書込み密度の画像形成であり、1走査で同時に画像形成(露光)が可能な走査ライン中の最終ラインに画像が存在し、かつこの最終ラインの前ラインに画像が存在するかを調べる(ステップS103)。例えば、図7(B)では、1200dpi主光源のn走査目の最終ライン(LD29〜32)に画像(LDの点灯が必要な画像データ)があるか、否か、さらにこの最終ラインの前ライン(LD25〜28)に画像があるか、否か、を調べる。
ここで、最終ラインに画像が存在し、かつこの最終ラインの前ラインに画像が存在しなければ(ステップS103-NO)、1ステップ目の条件を満たすので、2ステップ目の濃度むらが生じる条件のチェックに移行する。
2ステップ目では、予め設定された書込み密度の画像形成であり、次の走査で画像形成(露光)が可能な走査ライン中の先頭ラインに画像が存在し、かつこの先頭ラインの次ラインに画像が存在するかを調べる(ステップS105)。例えば、図7(B)では、設定された書込み密度(本実施例では、画素ピッチが副走査方向に連続するLD数により可変であり、同図の例では、4個のLDで1画素を形成することで、4800dpi/4光源=1200dpiの書込み密度を設定している)に応じ、各走査ラインの画像データを把握し、主光源のn+1走査目の先頭ライン(LD1〜4)に画像(LDの点灯が必要な画像データ)があるか、否か、さらにこの最終ラインの次ライン(LD5〜8)に画像があるか、否か、を調べる。
ここで、先頭ラインに画像が存在し、かつこの先頭ラインの次ラインに画像が存在しなければ(ステップS105-NO)、2ステップ目の条件も満たされ、相反則不軌による濃度むらが生じる条件があるので、条件フラグflag1を“flag1=1”にセットする(ステップS107)。
他方、濃度むらが生じる条件をステップS103及びステップS105の2ステップでチェックした結果として、いずれのステップでも相反則不軌による濃度むらが生じる条件がない場合には(ステップS103-YES,S105-YES)、条件フラグflag1を“flag1=0”にセットする(ステップS104,S106)。
次に、現周期の走査露光に対し、補助光源を使用して露光を行うか、否かを、条件フラグflag1とflag2のセット状態から最終的に判断し、その判断に従い補助光源を使用した画像形成を行わせるか、主光源のみを使用した画像形成を行わせる。
ここでは、条件フラグflag1とflag2のどちらも“1”がセットされている“flag1=1、flag2=1”である場合以外は、補助光源を使用せず、主光源のみを使用して現走査ラインの画像形成を行うので、この条件を3ステップでチェックする。
1ステップ目と2ステップ目で、それぞれ“flag1=0かつflag2=0”、“flag1=0かつflag2=1”であるか、否かを調べる(ステップS108,S110)。この両ステップでは、“flag1=0”であれば、flag2が“1”又は“0”のどちらでも、補助光源を使用しないので、この条件に当たる場合(ステップS108-YES,S110-YES)には、主光源のみを使用して現走査ラインの画像形成を行う(ステップS109,S111)。
3ステップ目では、“flag1=1かつflag2=0”であるか、否かを調べる(ステップS112)。このステップでは、“flag1=1”でも、flag2が“0”であれば、補助光源を使用しないので、この条件に当たる場合(ステップS112-YES)には、主光源のみを使用して現走査ラインの画像形成を行う(ステップS113)。
ここでは、条件フラグflag1とflag2のどちらも“1”がセットされている“flag1=1、flag2=1”である場合以外は、補助光源を使用せず、主光源のみを使用して現走査ラインの画像形成を行うので、この条件を3ステップでチェックする。
1ステップ目と2ステップ目で、それぞれ“flag1=0かつflag2=0”、“flag1=0かつflag2=1”であるか、否かを調べる(ステップS108,S110)。この両ステップでは、“flag1=0”であれば、flag2が“1”又は“0”のどちらでも、補助光源を使用しないので、この条件に当たる場合(ステップS108-YES,S110-YES)には、主光源のみを使用して現走査ラインの画像形成を行う(ステップS109,S111)。
3ステップ目では、“flag1=1かつflag2=0”であるか、否かを調べる(ステップS112)。このステップでは、“flag1=1”でも、flag2が“0”であれば、補助光源を使用しないので、この条件に当たる場合(ステップS112-YES)には、主光源のみを使用して現走査ラインの画像形成を行う(ステップS113)。
他方、flag1とflag2がどちらも“1”である場合(ステップS112-NO)、つまり、連続2走査で走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件がある場合には、補助光源を使用した画像形成を行わせる(ステップS114)。即ち、現走査ラインの画像形成の際、補助光源を用い、走査周期の境目を変更する制御を行う。例えば、図7(B)では、n走査目で補助光源(LD1´〜LD4´)を用い、主光源のn+1走査目の先頭ライン(LD1〜4)をn走査目で形成する。
ここまでの制御フローで現走査ラインの画像形成(ステップS109,S111,S113,S114)を終えるが、この画像形成を終えたところで、上記した次走査ラインに対する制御動作を管理するために、flag1とflag2へのフラグセット処理を行う(ステップS115)。この処理は、今回の走査における濃度むらが生じる条件のチェック結果として得た条件フラグflag1 の状態を次回に反映させるために、条件フラグflag2に今回のflag1の状態“1,0”をセットし(“flag2=flag1”とし)、保持させ、また、flag1は、次走査ラインに備え、初期化する(“flag1=0”とする)。
この後、次走査ラインに対する処理を行うためにステップS101に戻し、再び次走査ラインに対する制御フローを行い、全走査ラインを終えるまで、この処理を繰り返す。
ここまでの制御フローで現走査ラインの画像形成(ステップS109,S111,S113,S114)を終えるが、この画像形成を終えたところで、上記した次走査ラインに対する制御動作を管理するために、flag1とflag2へのフラグセット処理を行う(ステップS115)。この処理は、今回の走査における濃度むらが生じる条件のチェック結果として得た条件フラグflag1 の状態を次回に反映させるために、条件フラグflag2に今回のflag1の状態“1,0”をセットし(“flag2=flag1”とし)、保持させ、また、flag1は、次走査ラインに備え、初期化する(“flag1=0”とする)。
この後、次走査ラインに対する処理を行うためにステップS101に戻し、再び次走査ラインに対する制御フローを行い、全走査ラインを終えるまで、この処理を繰り返す。
ところで、上記した2ドットピッチライン画像形成に係わる実施例(図7(B)、図8及び図9)では、補助光源として1画素分のLD光源列(図8のLD33〜LD36)を付加する例を示したが、このような付加による例に限らず、VCSELが有する光源を主光源と補助光源に画素を形成する光源数の単位で区分し、走査周期の前後で重なり合う画素領域(補助光源領域)内で走査周期の境目を変更する走査露光制御を行うことによっても実施し得る。
例えば、全32光源をLD1〜LD32としたVCSELにおいて、LD1〜LD28を主光源、LD29〜LD32を補助光源として使用することで、同様の結果を得ることができる。
つまり、発光素子に備える光源を付加することによる光源数の増減は勿論のこと、主光源と補助光源に用いる光源数の割合を変更することで、多様な画像に対応して、相反則不軌による濃度むらを低減させ、画像品質を向上させることができるだけではなく、1走査時の画像形成ライン数の増減を加味した制御を行い、効率良く所期の画像形成動作に応じることも可能になる。
例えば、全32光源をLD1〜LD32としたVCSELにおいて、LD1〜LD28を主光源、LD29〜LD32を補助光源として使用することで、同様の結果を得ることができる。
つまり、発光素子に備える光源を付加することによる光源数の増減は勿論のこと、主光源と補助光源に用いる光源数の割合を変更することで、多様な画像に対応して、相反則不軌による濃度むらを低減させ、画像品質を向上させることができるだけではなく、1走査時の画像形成ライン数の増減を加味した制御を行い、効率良く所期の画像形成動作に応じることも可能になる。
次に、VCSELによるマルチビーム隣接露光における光量調整制御に係わる実施形態を示す。
VCSELによるマルチビーム隣接露光について、上記で図3〜6、図10,11を参照して、副走査方向に連続した4個のLDで1画素を形成する動作を例に、VCSELの各光源を画像データで駆動する際、各種の動作モードにより画像形成を行うことができることを述べた。以下には、上記のような各種の画像形成動作モードに合せて、最適な濃度の画像形成を実現することを可能にするために、VCSELの光源の単位で発光量を調整することができるようにするものである。
ここでは、上記したと同様に、副走査方向に連続した4個のLDで1画素を形成する動作を例に光量調整制御に係わる実施例を示す。
図12は、本実施形態に係わる光量制御回路を有する点灯制御入力段の回路を示す。図12の回路構成は、1画素ドットの形成に用いる4個のLDを制御するための画像データの入力段に設ける経路切替回路(図6、参照)の出力側に光量制御回路を挿入した例を示す。なお、図12中に示す経路切替回路11a〜11iは、先の図6の説明に参照されるように、経路切替値として設定される値に従って、画素ドットを形成する4個のLDに対する点灯制御用画像データ1〜4,5〜8,・・,33〜36の経路を画素ドット単位で切替える制御を行い、光源LDを点灯するデータとして各々に出力するLD1〜4,5〜8,・・,33〜36データを変化させる回路である。
VCSELによるマルチビーム隣接露光について、上記で図3〜6、図10,11を参照して、副走査方向に連続した4個のLDで1画素を形成する動作を例に、VCSELの各光源を画像データで駆動する際、各種の動作モードにより画像形成を行うことができることを述べた。以下には、上記のような各種の画像形成動作モードに合せて、最適な濃度の画像形成を実現することを可能にするために、VCSELの光源の単位で発光量を調整することができるようにするものである。
ここでは、上記したと同様に、副走査方向に連続した4個のLDで1画素を形成する動作を例に光量調整制御に係わる実施例を示す。
図12は、本実施形態に係わる光量制御回路を有する点灯制御入力段の回路を示す。図12の回路構成は、1画素ドットの形成に用いる4個のLDを制御するための画像データの入力段に設ける経路切替回路(図6、参照)の出力側に光量制御回路を挿入した例を示す。なお、図12中に示す経路切替回路11a〜11iは、先の図6の説明に参照されるように、経路切替値として設定される値に従って、画素ドットを形成する4個のLDに対する点灯制御用画像データ1〜4,5〜8,・・,33〜36の経路を画素ドット単位で切替える制御を行い、光源LDを点灯するデータとして各々に出力するLD1〜4,5〜8,・・,33〜36データを変化させる回路である。
図12中の(A)に示す光量制御回路12は、経路切替回路11a〜11iから出力される各光源の点灯制御に用いるLD1〜36データそれぞれを調整することができるようにした回路である。従って、光量制御回路12は、制御部(不図示)からVCSELの各光源に対するLD1〜36光量制御値が入力され、調整後のLD1〜36データを点灯制御用のデータとしてそれぞれの光源のドライバ(不図示)に出力する。
また、図12(B)のように、1画素ドットの形成に用いる4個のLDを単位に1制御量で対応するようにしても良い。図12(B)の回路構成では、画素ドットを形成する4個のLDに対する点灯制御用のLDデータ1〜4,5〜8,・・,33〜36毎に1つの光量制御値A,B,・・,Iを制御部(不図示)からそれぞれ入力するようにした光量制御回路12a〜12iを設けている。
また、図12(B)に示した光量制御回路として、実際に用いる回路の例を図12(C)に示す。
制御部(不図示)から指示される光量制御値A,B,・・,Iをもとに点灯制御用のLDデータ1〜4,5〜8,・・,33〜36毎にデータを変調して出力するPWM変調回路13a〜13iを経路切替回路11a〜11iに対応させて設けている。PWM変調回路13a〜13iは、各LDの点灯ON/OFFを制御するパルスをLDドライバ(不図示)に出力する際に、光量制御値A,B,・・,Iにより点灯パルスのデューティを補正することで、LDのON/OFFを制御し、所期の光量で発光させることを可能とする。
なお、この光量調整制御は、走査周期毎や1画素毎などのタイミングで行うことが可能であることは言うまでもない。また、図12(A)〜(C)では光量制御回路を経路切替後としているが、経路切替前であっても良い。
また、図12(B)のように、1画素ドットの形成に用いる4個のLDを単位に1制御量で対応するようにしても良い。図12(B)の回路構成では、画素ドットを形成する4個のLDに対する点灯制御用のLDデータ1〜4,5〜8,・・,33〜36毎に1つの光量制御値A,B,・・,Iを制御部(不図示)からそれぞれ入力するようにした光量制御回路12a〜12iを設けている。
また、図12(B)に示した光量制御回路として、実際に用いる回路の例を図12(C)に示す。
制御部(不図示)から指示される光量制御値A,B,・・,Iをもとに点灯制御用のLDデータ1〜4,5〜8,・・,33〜36毎にデータを変調して出力するPWM変調回路13a〜13iを経路切替回路11a〜11iに対応させて設けている。PWM変調回路13a〜13iは、各LDの点灯ON/OFFを制御するパルスをLDドライバ(不図示)に出力する際に、光量制御値A,B,・・,Iにより点灯パルスのデューティを補正することで、LDのON/OFFを制御し、所期の光量で発光させることを可能とする。
なお、この光量調整制御は、走査周期毎や1画素毎などのタイミングで行うことが可能であることは言うまでもない。また、図12(A)〜(C)では光量制御回路を経路切替後としているが、経路切替前であっても良い。
次に、上記した光量調整制御の適用例として、補助光源を用いることで、濃度むらの低減を可能とする2ドットピッチラインの画像形成(走査露光)制御を対象にした実施例を示す。
図13は、本実施例の画像形成(走査露光)制御のフロー図を示す。
図13により例示する制御フローは、先に図9により例示した制御フローをベースにして、光量調整制御を行うものである。この制御フローにおいて行う光量調整制御は、補助光源を使用する画像形成時のみに対するものである。つまり、図9の制御フローにおいて、処理対象の走査ラインが補助光源を用いて露光(画像形成)を行うラインであるか、否かを判断する手順及びこの判断結果に従って行われる補助光源を使用しないで行う露光(画像形成)の手順(ステップS101〜113)は、そのまま図13に示す本実施例におけるステップS201〜213の処理手順に用いられる。従って、本実施例のステップS201〜213に関しては、図9の制御フローの該当する部分の説明を参照することとし、ここでは、光量調整制御に係わる部分についてのみ記載する。
図13は、本実施例の画像形成(走査露光)制御のフロー図を示す。
図13により例示する制御フローは、先に図9により例示した制御フローをベースにして、光量調整制御を行うものである。この制御フローにおいて行う光量調整制御は、補助光源を使用する画像形成時のみに対するものである。つまり、図9の制御フローにおいて、処理対象の走査ラインが補助光源を用いて露光(画像形成)を行うラインであるか、否かを判断する手順及びこの判断結果に従って行われる補助光源を使用しないで行う露光(画像形成)の手順(ステップS101〜113)は、そのまま図13に示す本実施例におけるステップS201〜213の処理手順に用いられる。従って、本実施例のステップS201〜213に関しては、図9の制御フローの該当する部分の説明を参照することとし、ここでは、光量調整制御に係わる部分についてのみ記載する。
図13の制御フローにおいて、補助光源を使用して露光を行うか、否かを決めるための制御条件を示すflag1(現走査における画素のチェック結果として、走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件があるか、否かを“1,0”により示す)とflag2(前回の走査におけるチェック結果“1,0”を示す)の状態がどちらも“1”である場合(ステップS212-NO)、つまり、連続2走査で走査周期の境目に相反則不軌による濃度むらが生じる条件がある場合には、補助光源を使用した画像形成を行わせる。なお、制御条件を示すflag1とflag2は、画素毎にセットできる。
ただ、補助光源を使用した画像形成を行わせるようにし、走査周期の境目を変更すると、次の周期との間で露光条件が変わるので、露光条件が変更される部分に対する光量を調整し、濃度が所定値になるようにする。
処理の手順としては、flag1とflag2の状態がどちらも“1”である場合(ステップS212-NO)、主光源及び補助光源において、露光条件が変更される部分に対する光量制御値を調整し(ステップS214)、その後、調整された制御値を用いることにより補助光源を使用した画像形成を行わせる(ステップS215)。
なお、上記のフローでは、現走査の主光源により形成される最終ラインと補助光源により形成されるラインを光量調整の対象としたが、これらに限らず、光量調整を必要とする部分は、広く走査周期の境目の変更により露光条件が変わる近傍画素の形成に関与するLD光源を含ませるようにしても良い。
ただ、補助光源を使用した画像形成を行わせるようにし、走査周期の境目を変更すると、次の周期との間で露光条件が変わるので、露光条件が変更される部分に対する光量を調整し、濃度が所定値になるようにする。
処理の手順としては、flag1とflag2の状態がどちらも“1”である場合(ステップS212-NO)、主光源及び補助光源において、露光条件が変更される部分に対する光量制御値を調整し(ステップS214)、その後、調整された制御値を用いることにより補助光源を使用した画像形成を行わせる(ステップS215)。
なお、上記のフローでは、現走査の主光源により形成される最終ラインと補助光源により形成されるラインを光量調整の対象としたが、これらに限らず、光量調整を必要とする部分は、広く走査周期の境目の変更により露光条件が変わる近傍画素の形成に関与するLD光源を含ませるようにしても良い。
10・・LD発光素子(VCSEL)、20・・ポリゴンミラー、30・・感光体、40・・同期検知センサ、11a〜11i・・経路切替回路、12,12a〜12i・・光量制御回路、13a〜13i・・PWM変調回路。
Claims (16)
- 画像データにより点灯が制御可能で点灯時に光ビームを出力する複数の光源を同一基板上に有する発光素子と、
前記発光素子の光源から出力される各光ビームを主走査方向に偏向し、周期走査させる主走査手段と、
前記偏向手段により周期走査される光ビームにより露光される被露光体を該光ビームの主走査方向に交わる方向に変位させる副走査手段と、
前記発光素子が有する光源の点灯を制御する走査露光制御手段を有する走査露光装置であって、
前記走査露光制御手段は、1走査露光で形成可能な複数画素ラインの一部が次周期の走査露光で形成可能な画素ラインの一部と重なり合うように点灯タイミングを制御することで副走査方向のラインシフトを行い、かつ画像データによる点灯制御の際、周期の前後で重なり合う前記画素ラインのどちらで画素ラインを形成するための点灯を行うかを制御することを特徴とする走査露光装置。 - 請求項1に記載された走査露光装置において、
前記走査露光制御手段は、副走査方向に近接する画素同士を同一走査で点灯させないように、重なり合う前記画素ラインの一方に対する点灯制御を行うことを特徴とする走査露光装置。 - 前記発光素子の有する複数光源が副走査方向にNdpiのピッチ間隔で光ビームを出力し、1画素を構成するために用いる光源数M(整数)を可変設定し得る請求項1又は2に記載された走査露光装置において、
前記走査露光制御手段は、1画素を構成するために用いる光源数として設定された数値Mに従い、N/M dpiのピッチ間隔で画素ラインを形成する制御を行うことを特徴とする走査露光装置。 - 1画素を構成するために用いる光源数M中の指定した光源を点灯制御の対象として可変設定し得る請求項3に記載された走査露光装置において、
前記走査露光制御手段は、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定された光源を対象として点灯制御を行うことを特徴とする走査露光装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載された走査露光装置において、
前記走査露光制御手段は、前記発光素子の有する光源が出力する光ビームの光量を制御する光量制御手段を備えたことを特徴とする走査露光装置。 - 請求項5に記載された走査露光装置において、
前記光量制御手段が1画素を構成するために用いる光源数Mの単位で同一制御条件に従う動作を行う手段であることを特徴とする走査露光装置。 - 請求項5又は6に記載された走査露光装置において、
前記光量制御手段が光源の点灯をON/OFFするPWM変調方式による手段であることを特徴とする走査露光装置。 - 前記被露光体を感光体とした請求項1乃至7のいずれかに記載された走査露光装置と、
前記感光体に形成された潜像を可視化像として現像する手段と、
前記可視化像を記録媒体に転写する手段を有した画像形成装置。 - コンピュータを請求項1乃至7のいずれかに記載された走査露光装置における前記走査露光制御手段として機能させるためのプログラム。
- 画像データにより点灯が制御可能で点灯時に光ビームを出力する複数の光源を同一基板上に有する発光素子から光ビームを出力する光ビーム出力工程と、
前記光ビーム出力工程で出力された各光ビームを主走査方向に偏向し、周期走査させる走査工程と、
前記走査工程で周期走査される光ビームにより、該光ビームの主走査方向に交わる方向に変位させる被露光体を照射する露光工程と、
前記発光素子が有する光源の点灯を制御する走査露光制御工程を行う走査露光方法であって、
前記走査露光制御工程は、1走査露光で形成可能な複数画素ラインの一部が次周期の走査露光で形成可能な画素ラインの一部と重なり合うように点灯タイミングを制御することで副走査方向のラインシフトを行い、かつ画像データによる点灯制御の際、周期の前後で重なり合う前記画素ラインのどちらで画素ラインを形成するための点灯を行うことを特徴とする走査露光方法。 - 請求項10に記載された走査露光方法において、
前記走査露光制御工程は、副走査方向に近接する画素同士を同一走査で点灯させないように、重なり合う前記画素ラインの一方に対する点灯制御を行うことを特徴とする走査露光方法。 - 前記発光素子の有する複数光源が副走査方向にNdpiのピッチ間隔で光ビームを出力し、1画素を構成するために用いる光源数M(整数)を可変設定し得る画素設定工程を行う請求項10又は11に記載された走査露光方法において、
前記走査露光制御工程では、1画素を構成するために用いる光源数として設定された数値Mに従い、N/M dpiのピッチ間隔で画素ラインを形成する制御を行うことを特徴とする走査露光方法。 - 1画素を構成するために用いる光源数M中の指定した光源を点灯制御の対象として設定する点灯光源設定工程を行う請求項12に記載された走査露光方法において、
前記走査露光制御工程では、1画素を構成するために用いる光源数M中の指定された光源を対象として点灯制御を行うことを特徴とする走査露光方法。 - 請求項10乃至13のいずれかに記載された走査露光方法において、
前記走査露光制御工程では、前記発光素子の有する光源が出力する光ビームの光量を制御することを特徴とする走査露光方法。 - 請求項14に記載された走査露光方法において、
光ビームの光量を制御する前記工程では、1画素を構成するために用いる光源数Mの単位で同一制御条件に従う動作を行うことを特徴とする走査露光方法。 - 請求項14又は15に記載された走査露光方法において、
光ビームの光量を制御する前記工程では、光源の点灯をON/OFFするPWM変調方式による動作を行うことを特徴とする走査露光方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009163137A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置・画像形成装置 |
JP2011257688A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置、光走査方法及び画像形成装置 |
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CN110557518A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-10 | 成都理想境界科技有限公司 | 一种激光扫描成像设备 |
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2006
- 2006-01-25 JP JP2006015856A patent/JP2007196460A/ja active Pending
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JP2009163137A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置・画像形成装置 |
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