JP2009178977A - Image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frequency modulating device which reduces a peak level of radiation noise of a specific frequency band that results from an image clock, and prevents decrease of an image quality. <P>SOLUTION: An image processing circuit identifies an image frequency and inputs it to a frequency control device. The frequency controlling device controls to output a frequency of a reference clock as the image clock when the image frequency is lower than a fixed value, and to output a frequency modulated in a fixed frequency range to the frequency of the reference clock as the image clock when the image frequency is higher than the fixed value. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a frequency modulation device that generates an image clock used for on / off control of a laser beam that scans an image carrier such as a photosensitive drum.

電子写真方式の画像形成装置においては、一般に、半導体レーザから発光するレーザ光をオン、オフしながら、このレーザ光を回転多面鏡(ポリゴンミラー)で走査し、感光体に照射することによって、潜像形成が行われる。   In an electrophotographic image forming apparatus, in general, a laser beam emitted from a semiconductor laser is turned on and off, and this laser beam is scanned with a rotating polygon mirror (polygon mirror) and irradiated onto a photosensitive member, whereby a latent image is obtained. Image formation is performed.

このような画像形成装置においては、レーザ光のオン/オフ制御に一定周波数の画像クロックが用いられている。その理由は、この画像クロックの周波数が一定でないと、レーザ光のオン/オフタイミングが正規のタイミングからずれ、それにより感光体上に形成される静電潜像のドット形成位置が微妙にずれ、その結果、画像ひずみや色ずれ、色むらが発生するからである。   In such an image forming apparatus, an image clock having a constant frequency is used for on / off control of laser light. The reason is that if the frequency of the image clock is not constant, the on / off timing of the laser beam deviates from the normal timing, thereby causing the dot formation position of the electrostatic latent image formed on the photoreceptor to deviate slightly. As a result, image distortion, color shift, and color unevenness occur.

従来、f−θレンズは、回転多面鏡(ポリゴン)と感光体との間に設けられ、回転多面鏡からの偏向ビームに対して、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。これによって、光ビームが円筒状の感光体上を軸方向に等速で走査される。   Conventionally, an f-θ lens is provided between a rotary polygon mirror (polygon) and a photosensitive member, and has a distortion aberration that guarantees temporal linearity of scanning with respect to a deflected beam from the rotary polygon mirror. Make corrections. As a result, the light beam is scanned on the cylindrical photoconductor in the axial direction at a constant speed.

図9は、f−θレンズが存在しない場合の感光体11の表面におけるレーザ光の走査速度を示す図である。図10は、f−θレンズ34が存在する場合の感光体11の表面におけるレーザ光の走査速度を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating the scanning speed of the laser beam on the surface of the photoconductor 11 when no f-θ lens is present. FIG. 10 is a diagram illustrating the scanning speed of the laser beam on the surface of the photoconductor 11 when the f-θ lens 34 is present.

まずf−θレンズ34が存在しない場合の説明をする。   First, the case where the f-θ lens 34 is not present will be described.

回転多面鏡(ポリゴン)33が等角速度の回転をしているので、ポリゴン33の表面のレーザ光反射点を中心にした同一半径(R1〜R5)の円弧上では走査速度は一定である。θa、θb、θc、θdは単位時間あたりの回転角(θa=θb=θc=θd)とする。   Since the rotating polygon mirror (polygon) 33 rotates at a constant angular velocity, the scanning speed is constant on an arc having the same radius (R1 to R5) around the laser beam reflection point on the surface of the polygon 33. θa, θb, θc, and θd are rotation angles per unit time (θa = θb = θc = θd).

このとき、円筒状の感光体11上を軸方向に移動するレーザ光の各回転角(θa、θb、θc、θd)内の走査距離をXa、Xb、Xc、Xdとした場合、
Xa > Xb
Xd > Xc
という関係になる。この結果から、感光体11上を軸方向に移動するレーザ光の走査速度は、感光体11の軸方向の端部にいくにつれて“大”となり、中心に近づくにつれて“小”となることがわかる。そのため、こうしたレーザ光の走査により感光体11上に作成された潜像における画素の大きさは、感光体11の軸方向の端部と中心部とで異なってしまう。すなわち、中心部から端部にいくほど画素の大きさがおおきくなる。
At this time, when the scanning distances within the rotation angles (θa, θb, θc, θd) of the laser beam moving in the axial direction on the cylindrical photoconductor 11 are Xa, Xb, Xc, Xd,
Xa> Xb
Xd> Xc
It becomes the relationship. From this result, it can be seen that the scanning speed of the laser beam moving in the axial direction on the photoconductor 11 becomes “large” as it goes to the end in the axial direction of the photoconductor 11 and becomes “small” as it approaches the center. . For this reason, the size of the pixels in the latent image created on the photoconductor 11 by such laser beam scanning differs between the end portion and the center portion of the photoconductor 11 in the axial direction. That is, the pixel size increases from the center to the end.

そこで、歪曲収差の補正を行うf−θレンズ34を回転多面鏡(ポリゴン)33と感光体11との間に設ける。これによって、
Xa = Xb = Xc = Xd
が実現し、感光体11上に作成された潜像における画素の大きさは、感光体11の軸方向のどの位置においても均一となる。
Therefore, an f-θ lens 34 for correcting distortion is provided between the rotary polygon mirror (polygon) 33 and the photoconductor 11. by this,
Xa = Xb = Xc = Xd
And the size of the pixels in the latent image created on the photoconductor 11 is uniform at any position in the axial direction of the photoconductor 11.

以上のようにf−θレンズの効果により常に一定の画像クロックで画素を形成することにより一定の位置に画素を形成することが可能となる。   As described above, it is possible to form a pixel at a fixed position by always forming the pixel with a fixed image clock by the effect of the f-θ lens.

しかしながら、画像クロックが常に一定の場合、レーザ光のオン/オフを制御するためのオン/オフ信号をその生成回路からレーザ駆動回路へ伝送する伝送路において、放射ノイズが発生し、その放射ノイズレベルが国際的な放射ノイズ規格に規定されている値を超える場合が多い。   However, when the image clock is always constant, radiation noise is generated in a transmission path for transmitting an on / off signal for controlling on / off of the laser light from the generation circuit to the laser driving circuit, and the radiation noise level is increased. Often exceeds the value specified in international radiation noise standards.

この問題に対して、画像クロックに起因する特定周波数帯の放射ノイズのピークレベルを低減させるために、像担持体上のレーザビームで走査される主走査ライン上の画像エリアの少なくとも一部分と他部分とで周波数が異な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し、前記画像クロック生成手段は、前記画像クロックの周波数が所定揺らぎ範囲内で変化するように周波数変調を行う、周波数変調装置が提案されている。   In order to reduce the peak level of radiation noise in a specific frequency band caused by the image clock, at least a part of the image area on the main scanning line scanned with the laser beam on the image carrier and the other part And an image clock generation unit that generates image clocks having different frequencies, and the image clock generation unit performs frequency modulation so that the frequency of the image clock changes within a predetermined fluctuation range. Proposed.

これらの従来例としては、特許文献1をあげることが出来る。
特開2002−268504号公報
Patent document 1 can be mention | raise | lifted as these prior art examples.
JP 2002-268504 A

しかしながら、前記従来例においては、さらなる高画質を求める機器においては画素位置の揺らぎが画質の劣化に繋がるという問題が発生していた。   However, in the conventional example, there has been a problem that fluctuation of the pixel position leads to deterioration of image quality in a device that requires higher image quality.

本発明は、上記目的を達成するため、レーザビームで走査される像担持体を有する画像形成装置に用いられる周波数変調装置であって、画像形成を行う画像信号より主走査方向の画像の周波数を識別し、画像周波数が一定の周波数以上であるときのみ画像クロックの周波数変調を行うことにより画質の劣化を最低限に抑えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a frequency modulation device for use in an image forming apparatus having an image carrier scanned with a laser beam, wherein the frequency of an image in the main scanning direction is set from an image signal for image formation. It is characterized in that image quality degradation is suppressed to a minimum by performing frequency modulation of the image clock only when the image frequency is equal to or higher than a certain frequency.

以上説明したように、本発明によれば、画像データより画像周波数を識別し、放射ノイズレベルの比較的大きな画像周波数の高い場合にのみ、画像クロックの周波数変調を所定の揺らぎの範囲内で行うことにより画質の低下を防ぎつつ放射ノイズのピークレベルを低減させることが可能となるものである。   As described above, according to the present invention, the image frequency is identified from the image data, and the frequency modulation of the image clock is performed within a predetermined fluctuation range only when the image frequency having a relatively large radiation noise level is high. Thus, it is possible to reduce the peak level of radiation noise while preventing deterioration in image quality.

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。   Next, details of the present invention will be described in accordance with the description of the embodiments.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図11−Aはディザマトリクスの成長方法を示している。同図において細線の一桝は1画素を示している。太線内の10画素は1つのディザマトリクスを示している。ディザマトリクス内の実践の矢印および数字はディザマトリクスの成長の順番を示している。すなわち、ディザマトリクスの中央より成長を開始し、隣り合う画素に順次成長画素が移動する。また6番目の成長画素は50%のデューティーであるが、成長後の5番目の画素に結合されるように画素内で右側に寄せられる。これは電子写真においては、1画素単独より、複数画素を結合させたほうが安定した電位、濃度を保つことが可能であるからである。同図において、10画素のディザマトリクス内、灰色で示された5画素と50%デューティーの1画素が印字される場合を示している。図11−BはこのときのPWM信号を示している。主走査方向に1画素ずつ印字するが、ON/OFFの周期は3回/10画素となる。基準画像クロックが例えば30MHzの場合、画像周波数は9MHzとなる。   FIG. 11A shows a dither matrix growth method. In the figure, a glance of a thin line indicates one pixel. Ten pixels within the bold line represent one dither matrix. The practice arrows and numbers in the dither matrix indicate the order of growth of the dither matrix. That is, growth starts from the center of the dither matrix, and the growth pixels sequentially move to adjacent pixels. The sixth growth pixel has a duty of 50%, but is shifted to the right side in the pixel so as to be coupled to the fifth pixel after growth. This is because in electrophotography, it is possible to maintain a stable potential and density by combining a plurality of pixels rather than a single pixel. In the drawing, 5 pixels shown in gray and 1 pixel of 50% duty are printed in a 10-pixel dither matrix. FIG. 11-B shows the PWM signal at this time. One pixel is printed in the main scanning direction, but the ON / OFF cycle is 3 times / 10 pixels. For example, when the reference image clock is 30 MHz, the image frequency is 9 MHz.

図12−Aはディザマトリクスの成長方法を示していえる。同図において細線の一桝は1画素を示している。太線内の11画素は1つのディザマトリクスを示している。ディザマトリクス内の実践の矢印および数字はディザマトリクスの成長の順番を示している。同図において、11画素のディザマトリクス内、灰色で示された3画素と50%デューティーの1画素が印字される場合を示している。図12−BはこのときのPWM信号を示している。主走査方向に1画素ずつ印字するが、ON/OFFの周期は2回/11画素となる。基準画像クロックが例えば30MHzの場合、画像周波数は5.45MHzとなる。   FIG. 12-A shows the dither matrix growth method. In the figure, a glance of a thin line indicates one pixel. Eleven pixels within the bold line represent one dither matrix. The practice arrows and numbers in the dither matrix indicate the order of growth of the dither matrix. In the same figure, the case where 3 pixels shown in gray and 1 pixel of 50% duty are printed in a dither matrix of 11 pixels is shown. FIG. 12-B shows the PWM signal at this time. One pixel is printed in the main scanning direction, but the ON / OFF cycle is 2 times / 11 pixels. For example, when the reference image clock is 30 MHz, the image frequency is 5.45 MHz.

以上のようにディザマトリクスの成長方法により画像周波数の最大周波数が決定される。以上のように多値画像を出力可能な画像形成装置においても、デューティーを有する画素は画素内で左または右に寄せて、隣の成長済の画素に結合させて画像形成を安定させることにより画像周波数は画像クロックより十分に小さな周波数となる場合が多い。   As described above, the maximum image frequency is determined by the dither matrix growth method. Even in an image forming apparatus capable of outputting a multi-valued image as described above, pixels having a duty are shifted to the left or right in the pixel and combined with the adjacent grown pixels to stabilize the image formation. In many cases, the frequency is sufficiently smaller than the image clock.

このとき画像周波数が十分に低ければ画像クロックの周波数変調を用いずとも、不要輻射のレベルが十分に低い場合がある。逆にこのようなときに画像クロックの周波数変調を行うことにより形成される画素の位置ずれによる画像不良を招く場合がある。よって本発明では画像データより画像周波数を判断し、周波数により画像クロックの周波数変調をOFFあるいは変調レベルを十分に低くすることにより不要輻射のレベルをあげることなく画像劣化を防ぐことが可能となる。   At this time, if the image frequency is sufficiently low, the level of unnecessary radiation may be sufficiently low without using frequency modulation of the image clock. On the contrary, in such a case, there is a case where an image defect is caused due to a positional deviation of pixels formed by performing frequency modulation of the image clock. Therefore, in the present invention, it is possible to prevent image deterioration without increasing the level of unnecessary radiation by determining the image frequency from the image data and turning off the frequency modulation of the image clock according to the frequency or sufficiently lowering the modulation level.

次に画像データにより画像周波数が高い場合に周波数変調を行う方式を以下に示す。   Next, a method of performing frequency modulation when the image frequency is high according to image data is shown below.

図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の露光ユニットの構成を模式的に示す図である。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure unit of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

電子写真方式の画像形成装置は、図1に示すように、入力された画像データに対応する潜像を感光ドラム15上に形成するように、感光ドラム15に対してレーザ光を照射する露光ユニットを備える。この露光ユニットは、拡散レーザ光を発光するレーザ光源1を備える。レーザ光源1から発光されたレーザ光は、コリメータレンズ13を介して平行レーザ光L1へ変換され、このレーザ光L1は、スキャナモータ3によって回転駆動中のポリゴンミラー2に照射される。そして、ポリゴンミラー2に照射されたレーザ光L1は、ポリゴンミラー2により反射されて、f−θレンズ14へ至る。   As shown in FIG. 1, an electrophotographic image forming apparatus is an exposure unit that irradiates a photosensitive drum 15 with laser light so that a latent image corresponding to input image data is formed on the photosensitive drum 15. Is provided. The exposure unit includes a laser light source 1 that emits diffused laser light. The laser light emitted from the laser light source 1 is converted into parallel laser light L1 through the collimator lens 13, and this laser light L1 is irradiated to the polygon mirror 2 being rotationally driven by the scanner motor 3. Then, the laser beam L 1 irradiated to the polygon mirror 2 is reflected by the polygon mirror 2 and reaches the f-θ lens 14.

このf−θレンズ14を通過したレーザ光は、感光ドラム15上に主走査方向に等速で結合走査され、このレーザ光の走査すなわちスキャン動作により、感光ドラム15上に潜像16が形成される。レーザ光のスキャン動作の開始は、ビームデテクトセンサ(以下、BDセンサという)17により検出される。感光ドラム15に対するレーザ光のスキャン開始に当たる時間にレーザ光源1は強制点灯され、BDセンサ17は、レーザ光源1の強制点灯期間にポリゴンミラー2により反射されて入力されたレーザ光を検出し、主走査毎の画像形成書き出しタイミングの基準信号となるビームデテクト信号(以下、BD信号という)を出力する。   The laser light that has passed through the f-θ lens 14 is combined and scanned on the photosensitive drum 15 at a constant speed in the main scanning direction, and a latent image 16 is formed on the photosensitive drum 15 by scanning of the laser light, that is, a scanning operation. The The start of the laser beam scanning operation is detected by a beam detect sensor (hereinafter referred to as a BD sensor) 17. The laser light source 1 is forcibly turned on at the time of starting the scan of the laser light with respect to the photosensitive drum 15, and the BD sensor 17 detects the laser light reflected and input by the polygon mirror 2 during the forced light-up period of the laser light source 1. A beam detect signal (hereinafter referred to as a BD signal) serving as a reference signal for image forming / writing timing for each scan is output.

次に、レーザ光源1の駆動制御に用いられる画像クロックの周波数変調構成について図2を参照しながら説明する。図2はレーザ光源1の駆動制御に用いられる画像クロックの周波数変調構成を示すブロック図である。   Next, the frequency modulation configuration of the image clock used for driving control of the laser light source 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a frequency modulation configuration of an image clock used for driving control of the laser light source 1.

51画像信号処理回路は不図示のコンピュータ(PC)またはスキャナより画像信号を得て画像形成装置に適した多値画像データに変換し、52FIFOメモリに多値画像データを書き込む。また同時に画像信号より画像周波数を識別し、画像周波数識別信号を101周波数制御装置に入力する。   The 51 image signal processing circuit obtains an image signal from a computer (PC) (not shown) or a scanner, converts it into multivalued image data suitable for the image forming apparatus, and writes the multivalued image data in the 52 FIFO memory. At the same time, the image frequency is identified from the image signal, and the image frequency identification signal is input to the 101 frequency controller.

基準クロックを発生する基準クロック発生手段104と、メモリ113と、周波数制御装置101とが設けられている。メモリ113には、周波数変調設定パラメータ106が保持され、周波数変調設定パラメータ106は、周波数制御装置101の画像クロック信号の変調動作に必要となる各種設定値を含む。具体的には、画像エリア開始位置設定値107、画像エリア終了位置設定値108、画像エリア周波数変調設定値110が含まれる。   A reference clock generation means 104 for generating a reference clock, a memory 113, and a frequency control device 101 are provided. The frequency modulation setting parameter 106 is held in the memory 113, and the frequency modulation setting parameter 106 includes various setting values necessary for the image clock signal modulation operation of the frequency control apparatus 101. Specifically, an image area start position setting value 107, an image area end position setting value 108, and an image area frequency modulation setting value 110 are included.

画像エリア開始位置設定107は、BDセンサ17からのBD信号29の入力から主走査方向の画像形成エリア開始タイミング(画像形成エリア開始位置)までの期間(時間)を設定するための値である。画像エリア終了位置設定値108は、BD信号29の入力から主走査方向の画像形成エリア終了タイミング(画像形成エリア終了位置)までの期間(時間)を設定するための値である。   The image area start position setting 107 is a value for setting a period (time) from the input of the BD signal 29 from the BD sensor 17 to the image formation area start timing (image formation area start position) in the main scanning direction. The image area end position setting value 108 is a value for setting a period (time) from the input of the BD signal 29 to the image forming area end timing (image forming area end position) in the main scanning direction.

また、画像エリア開始前周波数変調設定値109は、BD信号29の入力から画像エリア開始位置設定値107に基づいて設定される画像エリア開始タイミング(画像形成エリア開始位置)までの期間(時間)中における周波数制御装置101により生成される画像クロックの周波数を設定するための値である。画像エリア周波数変調設定値110は、画像エリア開始位置設定値107と画像エリア終了位置設定値108により設定される画像エリア開始タイミングと画像エリア終了タイミングにより規定される画像エリア期間(時間)中における周波数制御装置101により生成される画像クロックの周波数を設定するための値(画像クロックの周波数の揺らぎ量を設定するための値)である。画像エリア終了以降周波数変調設定値111は、画像エリア終了位置設定値108により設定される画像エリア終了タイミングから次の主走査ラインのBD信号の入力までの期間(時間)中における周波数制御装置101により生成される画像クロックの周波数を設定するための値である。これら各種設定値は、周波数制御装置101に転送される。   The frequency modulation setting value 109 before the image area start is during a period (time) from the input of the BD signal 29 to the image area start timing (image formation area start position) set based on the image area start position setting value 107. This is a value for setting the frequency of the image clock generated by the frequency control device 101 in FIG. The image area frequency modulation setting value 110 is a frequency in an image area period (time) defined by the image area start timing and the image area end timing set by the image area start position setting value 107 and the image area end position setting value 108. This is a value for setting the frequency of the image clock generated by the control device 101 (a value for setting the fluctuation amount of the frequency of the image clock). After the end of the image area, the frequency modulation set value 111 is set by the frequency control apparatus 101 during the period (time) from the image area end timing set by the image area end position set value 108 to the input of the BD signal of the next main scanning line. This is a value for setting the frequency of the generated image clock. These various setting values are transferred to the frequency control device 101.

周波数制御装置101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複数のセグメントに分割するセグメント分割手段102と、分割された複数のセグメントに対する画像クロックをそれぞれ生成する画像クロック生成手段103とを有する。画像クロック生成手段103は、入力される画像周波数識別信号により出力する画像クロックを切り替える。画像周波数識別信号が画像周波数が一定の周波数以下であることを示している場合は、BD信号29に同期した基準クロックが画像クロックとして出力され、画像周波数識別信号が画像周波数が一定の周波数以上であることを示している場合は、BD信号29に同期し、かつ上記各種設定値に基づいて、基準クロック発生手段104により発生された基準クロック21を周波数変調し、画像クロックが出力される。   The frequency control device 101 divides one line scanned in the main scanning direction into a plurality of segments composed of an arbitrary number of pixels, and an image for generating image clocks for the plurality of divided segments, respectively. Clock generation means 103. The image clock generation means 103 switches the image clock to be output according to the input image frequency identification signal. When the image frequency identification signal indicates that the image frequency is equal to or lower than a certain frequency, a reference clock synchronized with the BD signal 29 is output as an image clock, and the image frequency identification signal is equal to or higher than a certain frequency. If it indicates that there is, the reference clock 21 generated by the reference clock generation means 104 is frequency-modulated in synchronization with the BD signal 29 and based on the various set values, and an image clock is output.

この画像クロックは52FIFOメモリおよび53PWM回路に入力する。52FIFOメモリは51画像信号処理回路と53PWM回路の動作タイミングの補正を行い、53PWM回路に多値画像データを供給する。53PWM回路は多値画像データをPWM信号に変換し112レーザ駆動回路に供給する。112レーザ駆動回路は入力されたPWM信号に応じ、1レーザ光源の点滅駆動を行うことにより感光体上を露光し静電潜像を形成する。   This image clock is input to the 52 FIFO memory and the 53 PWM circuit. The 52 FIFO memory corrects the operation timing of the 51 image signal processing circuit and the 53 PWM circuit, and supplies multi-value image data to the 53 PWM circuit. The 53PWM circuit converts the multivalued image data into a PWM signal and supplies it to the 112 laser drive circuit. In response to the input PWM signal, the 112 laser driving circuit performs flashing driving of one laser light source to expose the photosensitive member to form an electrostatic latent image.

次に、上記周波数変調構成による画像クロックについて図3を参照しながら説明する。図3は図2の周波数変調回路構成によって生成される画像クロックの周波数と主走査位置との関係を示すグラフである。   Next, an image clock having the above frequency modulation configuration will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the frequency of the image clock generated by the frequency modulation circuit configuration of FIG. 2 and the main scanning position.

図3に示すように、BD信号29から画像エリアスタート(画像エリア開始位置)までの間の画像クロックとしては、基準クロック21の周波数に対し大きくずらした周波数の画像クロックが用いられている。これは、画像エリア以外においては、感光ドラム15上に画像形成を行わないので、周波数が正しく一定のクロックである必要がないためである。このように、上記区間の周波数を大きくずらすことによって、画像クロックに起因する特定周波数帯における放射ノイズのピークレベルを低減させるのに有効である。また、画像エリアエンド(END)から次のBD信号が入力されるまでの間においても、同様に周波数は基準クロックに対し周波数が大きくずらされた画像クロックが用いられている。これは、BD信号29から画像エリアスタート(画像エリア開始位置)までの区間と同様の理由によるものであり、画像クロックに起因する特定周波数帯における放射ノイズのピークレベルを低減させるのに有効である。   As shown in FIG. 3, an image clock having a frequency greatly shifted from the frequency of the reference clock 21 is used as an image clock between the BD signal 29 and the image area start (image area start position). This is because the image is not formed on the photosensitive drum 15 in areas other than the image area, and therefore it is not necessary that the clock has a correct and constant frequency. In this way, it is effective to reduce the peak level of the radiation noise in the specific frequency band caused by the image clock by largely shifting the frequency of the section. Similarly, an image clock whose frequency is largely shifted from the reference clock is used from the image area end (END) until the next BD signal is input. This is for the same reason as that in the section from the BD signal 29 to the image area start (image area start position), and is effective in reducing the peak level of radiation noise in a specific frequency band caused by the image clock. .

次に、図3に示す画像エリアにおける周波数設定について説明する。   Next, frequency setting in the image area shown in FIG. 3 will be described.

画像エリアにおいて、基準クロック21に対し、必要以上に周波数をずらした画像クロックが用いられると、感光ドラム15上の画像形成位置が正規の位置(理想位置)からずれる位置ずれが生じる。しかし、周波数の揺らぎがほとんどない状態にすると、画像形成位置のずれはなくなるが、画像クロックに起因する特定周波数帯における放射ノイズのピークレベルを低減させることができない。   In the image area, when an image clock whose frequency is shifted more than necessary with respect to the reference clock 21 is used, a positional deviation occurs in which the image forming position on the photosensitive drum 15 is deviated from the normal position (ideal position). However, when there is almost no frequency fluctuation, there is no shift in the image forming position, but the peak level of radiation noise in a specific frequency band caused by the image clock cannot be reduced.

そこで、本実施形態では、画像形成位置のずれによる画像劣化を肉眼で確認し難い10um以下までに抑えるように基準クロック21を周波数変調することによって、画像クロックを生成する手法が用いられている。すなわち、必要以上に周波数変調が行われることによる局部的な画像形成位置のずれを視認し難い範囲内に抑えつつ画像クロックに起因する放射ノイズレベルを低減させるために、画像クロックの周波数を基準クロック21の周波数に対し、±2%以下の周波数範囲になる揺らぎを有する画像クロックが生成される。この画像クロックの揺らぎ量は、画像エリア周波数変調設定値110に基づいて、セグメント分割手段102により分割されるセグメント毎に設定されるものである。   Therefore, in the present embodiment, a method is used in which the image clock is generated by frequency-modulating the reference clock 21 so as to suppress image degradation due to a shift in the image formation position to 10 μm or less, which is difficult to confirm with the naked eye. In other words, the frequency of the image clock is set to the reference clock in order to reduce the radiation noise level caused by the image clock while suppressing the local image forming position shift due to frequency modulation more than necessary within the range where it is difficult to visually recognize. An image clock having fluctuations within a frequency range of ± 2% or less with respect to the 21 frequencies is generated. The fluctuation amount of the image clock is set for each segment divided by the segment dividing unit 102 based on the image area frequency modulation setting value 110.

また、揺らぎ成分は、図3に示すように、画像エリア間のおける周波数の揺らぎの成分による画像の主走査倍率変動を画像エリア間で相殺するように設定することが好ましい。これにより、画像全体の主走査倍率変動は発生しない。ただし、画像エリア間では揺らぎ成分により、微妙に書き込み位置の変倍が発生しているが、これは視覚的に見えない(感じない)レベルであるため、画像劣化を招くことはない。   Further, as shown in FIG. 3, the fluctuation component is preferably set so as to cancel out the main scanning magnification fluctuation of the image due to the fluctuation component of the frequency between the image areas. Thereby, the main scanning magnification fluctuation of the entire image does not occur. However, although the writing position is slightly changed due to the fluctuation component between the image areas, this is a level that cannot be visually seen (not felt), and therefore does not cause image degradation.

ここで、周波数制御装置101の内部構成とそれにより生成される画像クロックについて図4、図5および図6を参照しながら説明する。図4は図2の周波数制御装置101内部構成を示すブロック図、図5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、図6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。   Here, an internal configuration of the frequency control apparatus 101 and an image clock generated thereby will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the frequency control apparatus 101 of FIG. 2, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the segment and the period of the image clock 18 in the segment, and FIG. 6 is a graph showing the cycle of the image clock 18 in the segment. It is a graph which shows the relationship when making it change to a stage.

周波数制御装置101は、図4に示すように、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とを有し、これらの回路およびレジスタは、セグメント分割手段102および画像クロック生成手段103を構成する。   As shown in FIG. 4, the frequency control device 101 includes a scaling factor setting register 22, an auxiliary pixel generation circuit 24, an initial period setting register 26, a modulation clock control circuit 30, a pixel number setting register 31, and a modulation. A clock generation circuit 28, and these circuits and registers constitute a segment division means 102 and an image clock generation means 103.

変倍係数設定レジスタ22には、基準クロック発生手段104から発生される基準クロック信号21の周期比率を可変するための変倍係数23が格納されている。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。この補助画素周期25により、主走査倍率が補正される。すなわち、図1のポリゴンミラー2とf−θレンズ14の光学系に起因して感光ドラム15上の主走査のドットの幅またはドット間隔が均一ではなくなるので、補助画素周期25を用いて、ドット幅またはドット間隔が均一になるように1走査区間中における画像クロックの周波数の補正が行われる。例えば、ポリゴンミラー2のような回転走査系の場合、感光ドラム15の主走査方向の両端部は走査スピードが速くなる傾向があり、また感光ドラム15の主走査中央部は逆に走査速度が遅くなる傾向にあるので、感光ドラム15両端近傍部分の画像クロックの周波数を速くし、感光ドラム15中央部の画像クロックの周波数を遅くするように補正することにより、感光ドラム15上のドット幅またはドット間隔を均一にすることが可能になる。   The scaling factor setting register 22 stores a scaling factor 23 for changing the cycle ratio of the reference clock signal 21 generated from the reference clock generation means 104. The auxiliary pixel generation circuit 24 generates an auxiliary pixel period 25 based on the reference clock signal 21 and the scaling coefficient 23. With this auxiliary pixel period 25, the main scanning magnification is corrected. That is, the width or interval of main scanning dots on the photosensitive drum 15 is not uniform due to the optical system of the polygon mirror 2 and the f-θ lens 14 in FIG. The frequency of the image clock in one scanning section is corrected so that the width or the dot interval is uniform. For example, in the case of a rotational scanning system such as the polygon mirror 2, the scanning speed tends to increase at both ends in the main scanning direction of the photosensitive drum 15, and the scanning speed of the main scanning central portion of the photosensitive drum 15 is low. Therefore, the dot width or dot on the photosensitive drum 15 is corrected by increasing the frequency of the image clock in the vicinity of both ends of the photosensitive drum 15 and decreasing the frequency of the image clock in the central portion of the photosensitive drum 15. The interval can be made uniform.

ここで、周波数制御装置101では、1主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を生成する第1の制御方法と、分割された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第2の制御方法とのいずれか一方を実行可能である。   Here, the frequency control device 101 divides one main scanning line into a plurality of segments and generates a constant image clock 18 for each segment, and the frequency of the image clock in each divided segment. Either one of the second control methods for performing modulation can be executed.

まず、1主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を生成する第1の制御方法について図5を参照しながら説明する。
例えば基準クロック信号21の周期をτref、変倍係数23をαkとし、補助画素周期25の周期をΔτとすると、Δτは次の(1)式で表される。
First, a first control method for dividing one main scanning line into a plurality of segments and generating a constant image clock 18 for each segment will be described with reference to FIG.
For example, if the period of the reference clock signal 21 is τref, the magnification coefficient 23 is αk, and the period of the auxiliary pixel period 25 is Δτ, Δτ is expressed by the following equation (1).

Δτ=αk・τref …(1)
ここで、変倍係数23(=αk)は、周期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。
Δτ = αk · τref (1)
Here, the scaling coefficient 23 (= αk) is set to a value such that the period Δτ is sufficiently shorter than the period of the image clock 18.

初期周期設定レジスタ26においては、変調クロック発生回路28から出力される画像クロック18の周期の初期値27(τvdo)が格納されている。   The initial period setting register 26 stores an initial value 27 (τvdo) of the period of the image clock 18 output from the modulation clock generation circuit 28.

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、画像エリア周波数変調設定値110に基づいて、各セグメント内で画像クロック周期が所定範囲の揺らぎを有するように管理する。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。   The modulation clock control circuit 30 divides one line scanned in the main scanning direction into segments composed of an arbitrary number of pixels to form a plurality of segments. Based on the image area frequency modulation setting value 110, the modulation clock control circuit 30 manages the image clock period so as to have a predetermined range of fluctuation within each segment. The number of pixels in the segment is set by the pixel number setting value 32 in the pixel number setting register 31. The number of pixels between the segments may be the same or different.

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、BDセンサ17から出力される書き出し基準となる信号である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27(τvdo)の画像クロック18を出力する。   Here, details of the operation of the modulation clock control circuit 30 will be described. The modulation clock control circuit 30 generates a modulation clock control signal 33 for the first segment (segment 0) when a BD signal 29, which is a write reference signal output from the BD sensor 17, is input, and generates a modulation clock. It outputs to the circuit 28. Upon receiving this modulation clock control signal 33, the modulation clock generation circuit 28 outputs the image clock 18 having an initial period 27 (τvdo).

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。   For the next segment (segment 1), the modulation clock control circuit 30 generates a modulation clock control signal 33 for the next segment (segment 1) and outputs it to the modulation clock generation circuit 28. Upon receiving this modulation clock control signal 33, the modulation clock generation circuit 28 generates a modulation clock signal ΔT1 having a period represented by the following equation (2) based on the auxiliary pixel period 25 and the initial period 27 (τvdo) as an image clock. 18 is generated.

ΔT1=τvdo+α・τref …(2)
ここで、αはセグメント1に対する変倍係数である。
ΔT1 = τvdo + α · τref (2)
Here, α is a scaling factor for segment 1.

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(=τvdo)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。   Similarly, for a further next segment (segment 2), the modulation clock control circuit 30 outputs a modulation clock control signal 33 for the further next segment (segment 2) to the modulation clock generation circuit 28. The modulation clock generation circuit 28 that has received the modulation clock control signal 33 generates an image of the modulation clock signal ΔT2 having a period represented by the following equation (3) based on the auxiliary pixel period 25 and the initial period 27 (= τvdo). Generated as clock 18.

ΔT2=τvdo+α・τref+β・ref …(3)
ここで、βはセグメント2に対する変倍係数である。
ΔT2 = τvdo + α · τref + β · ref (3)
Here, β is a scaling factor for segment 2.

また、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。   Also, when there are more segments after segment 2, a modulation clock signal for the segment is generated and output as an image clock 18 in the same procedure.

以上のように、変調クロック制御回路30の制御により、1主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。   As described above, the modulation clock generation circuit 28 outputs the image clock 18 having a plurality of cycles within one main scanning line under the control of the modulation clock control circuit 30.

次に、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第2の制御方法について図6を参照しながら説明する。   Next, a second control method for performing frequency modulation of the image clock in each segment will be described with reference to FIG.

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6(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、変調係数(セグメント0)をαおよび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。   When the frequency of the image clock 18 is varied from the initial segment (segment 0), as shown in FIG. 6A, the initial period is τvdo, the number of pixels per segment is n, the modulation coefficient (segment 0) is α and When the reference clock period is τref, the period Δτa per pixel in the segment 0 and the total period ΔT0 of the segment 0 are expressed by the following equations (4) and (5).

Figure 2009178977
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6(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。
Figure 2009178977
When the frequency of the image clock 18 of the initial segment (segment 0) is fixed and the frequency of the image clock 18 of the subsequent segment is varied, as shown in FIG. 6B, if the total period of the segment 0 is ΔT0, It is represented by the following equation (6).

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に対しては、変調係数(セグメント1)をβ、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。
ΔT0 = n · τvdo (6)
On the other hand, for the next segment of the initial segment, that is, segment 1, if the modulation coefficient (segment 1) is β and the reference clock period is τref, the period Δτb per pixel in segment 1 and the total period ΔT1 of segment 1 Is expressed by the following equations (7) and (8).

Figure 2009178977
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。
Figure 2009178977
Further, with respect to each subsequent segment, the period Δτb per pixel and the total period ΔTn (n ≧ 2) of each segment can be expressed by the same formula.

次に、上記第2の制御方法を実行した場合の画像クロックの周波数の変化について図7を参照しながら具体的に説明する。図7は第2の制御方法を実行した場合の画像クロックの周波数の変化を示すグラフである。本図は、特に画像エリアにおける周波数設定について分かり易くするために、画像エリアの一部を拡大したものである。   Next, a change in the frequency of the image clock when the second control method is executed will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing changes in the frequency of the image clock when the second control method is executed. This figure is an enlarged view of a part of the image area so that the frequency setting in the image area can be easily understood.

まず、メモリ113内の画像エリア周波数変調設定値110が周波数制御装置101へ送られる。ここで、画像エリア周波数変調設定値110には、セグメント毎の周波数設定値が含まれ、セグメント分割手段102は画像エリア周波数変調設定値110に含まれる周波数設定値の数に応じて、画像エリアを複数のセグメントに分割する。本例では、画像クロックをカウント値として設定された所定カウント区間を1つのセグメントとしている。   First, the image area frequency modulation setting value 110 in the memory 113 is sent to the frequency control apparatus 101. Here, the image area frequency modulation setting value 110 includes a frequency setting value for each segment, and the segment dividing unit 102 determines the image area according to the number of frequency setting values included in the image area frequency modulation setting value 110. Divide into multiple segments. In this example, a predetermined count section in which the image clock is set as a count value is used as one segment.

そして、図7に示すように、セグメントaにおいては、周波数設定値a1から周波数設定値b1を直線で結ぶように画像クロック生成手段103が周波数を変調し制御する。続いて、セグメントbにおいては、周波数設定値b1から周波数設定値c1を直線で結ぶように画像クロック生成手段103が周波数を変調し制御する。以降のセグメントに対しても同様の制御が行われる。このように各セグメントに対する周波数を制御することによって、画像クロックが基準クロックに対して揺らぎを持つようにしている。よって、画像クロックに起因する特定周波数帯における放射ノイズのピークレベルを低減させることができる。   As shown in FIG. 7, in the segment a, the image clock generation means 103 modulates and controls the frequency so that the frequency setting value b1 is connected to the frequency setting value b1 by a straight line. Subsequently, in the segment b, the image clock generation unit 103 modulates and controls the frequency so that the frequency setting value c1 and the frequency setting value c1 are connected by a straight line. Similar control is performed for the subsequent segments. In this way, by controlling the frequency for each segment, the image clock has fluctuations with respect to the reference clock. Therefore, the peak level of radiation noise in a specific frequency band caused by the image clock can be reduced.

次に、上記第1の制御方法を実行した場合の画像クロックの周波数の変化について図8を参照しながら具体的に説明する。図8は第1の制御方法を実行した場合の画像クロックの周波数の変化を示すグラフである。   Next, a change in the frequency of the image clock when the first control method is executed will be specifically described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing a change in the frequency of the image clock when the first control method is executed.

本例の場合、セグメントは、図7と同じように設定されている。本例の場合、セグメント内における周波数設定値は一定であるが、各セグメント間では、基準クロックに揺らぎを持たせるようそれぞれ異なった周波数が設定される。これにより、画像クロックに起因する特定周波数帯における放射ノイズのピークレベルを低減させることができる。   In this example, the segments are set in the same way as in FIG. In this example, the frequency setting value in the segment is constant, but different frequencies are set between the segments so as to give fluctuations to the reference clock. Thereby, the peak level of the radiation noise in the specific frequency band resulting from the image clock can be reduced.

このように、本実施形態では、画像クロックの周波数が所定揺らぎ範囲内で変化するように周波数変調を行うので、画像クロックに起因する特定周波数帯の放射ノイズのピークレベルを低減させることができる。   Thus, in the present embodiment, frequency modulation is performed so that the frequency of the image clock changes within a predetermined fluctuation range, so that the peak level of radiation noise in a specific frequency band caused by the image clock can be reduced.

また、周波数変調を行う必要がないほどにf−θレンズの特性がよいものや、主走査方向の色ずれをあまり気にする必要がない1ドラム系のカラー画像形成装置や、色ずれに対する配慮を必要としない白黒画像形成装置においては、周波数変調を行なうことが少なく、その場合にもやはり、その放射ノイズレベルが、国際的な放射ノイズ規格をオーバーする場合が多かったが、本実施形態では、画像位置ずれによる影響を最小に抑えつつ画像クロックの周波数変調を行うことにより、画像劣化を最小に抑えつつ放射ノイズレベルを低減することが可能となる。   In addition, the f-θ lens has such characteristics that it does not need to be frequency-modulated, the one-drum type color image forming apparatus that does not need to worry about color shift in the main scanning direction, and consideration for color shift. In a black-and-white image forming apparatus that does not need to be used, frequency modulation is rarely performed, and even in that case, the radiation noise level often exceeds the international radiation noise standard. By performing the frequency modulation of the image clock while minimizing the influence of the image position shift, it is possible to reduce the radiation noise level while minimizing image degradation.

また、上記周波数制御装置101を構成するブロックの全てを含む、その一部を含む構成、またはその周辺のブロックを含む構成を、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。   In addition, a configuration including all of the blocks constituting the frequency control device 101, including a part thereof, or a configuration including peripheral blocks thereof can be configured as an ASIC or other integrated circuit.

また、画像周波数のレベルにより複数の画像クロックの揺らぎレベルを選択する方式にした場合も同様の効果を得ることが可能である。   Further, the same effect can be obtained when a method of selecting fluctuation levels of a plurality of image clocks according to the image frequency level is used.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の露光ユニットの構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure unit of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. レーザ光源1の駆動制御に用いられる画像クロックの周波数変調構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a frequency modulation configuration of an image clock used for driving control of a laser light source 1; FIG. 図2の周波数変調回路構成によって生成される画像クロックの周波数と主走査位置との関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the frequency of an image clock generated by the frequency modulation circuit configuration of FIG. 2 and the main scanning position. 図2の周波数制御装置101内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the frequency control apparatus 101 of FIG. 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。It is a graph which shows the relationship between a segment and the period of the image clock 18 in a segment. 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。It is a graph which shows the relationship when changing the period of the image clock 18 in a segment in multiple steps. 第2の制御方法を実行した場合の画像クロックの周波数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the frequency of an image clock at the time of performing the 2nd control method. 第1の制御方法を実行した場合の画像クロックの周波数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the frequency of an image clock at the time of performing the 1st control method. f−θレンズが存在しない場合の感光体の表面におけるレーザ光の走査速度を示す図である。It is a figure which shows the scanning speed of the laser beam in the surface of a photoreceptor in case an f-theta lens does not exist. f−θレンズが存在する場合の感光体の表面におけるレーザ光の走査速度を示す図である。It is a figure which shows the scanning speed of the laser beam in the surface of a photoreceptor in case an f-theta lens exists. 多値ディザの成長方法を説明した図である。It is a figure explaining the growth method of multi-value dither. 多値ディザの成長方法を説明した図である。It is a figure explaining the growth method of multi-value dither.

Claims (2)

レーザビームで走査される像担持体を有する画像形成装置において、
画像形成される画像の画像データより該レーザビームの点滅駆動の周波数を抽出する画像周波数選別手段と、
入力される画像クロックに同期した該レーザビームの点滅信号を生成するPWM回路と、
該画像クロックを生成する画像クロック生成手段とを有し、
該画像クロック生成手段は該画像周波数識別信号の出力により、画像クロックの生成モードが異なり、出力される周波数が異なる画像信号処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus having an image carrier scanned with a laser beam,
Image frequency selection means for extracting the frequency of the laser beam blinking drive from the image data of the image to be formed;
A PWM circuit for generating a blinking signal of the laser beam in synchronization with an input image clock;
Image clock generating means for generating the image clock;
The image forming apparatus, comprising: an image signal processing device having different image clock generation modes and different output frequencies depending on the output of the image frequency identification signal.
請求項1に記載の画像形成装置において、
該画像形成装置に用いられる走査光学系はf−θレンズを有し、
該画像クロック生成手段は該画像周波数識別信号の出力があらかじめ決められた周波数より低いことを示した場合、画像形成時、該画像クロックは該像担持体に一定の周期で画素を形成すべく、一定の画像周波数を生成することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1,
The scanning optical system used in the image forming apparatus has an f-θ lens,
When the image clock generation means indicates that the output of the image frequency identification signal is lower than a predetermined frequency, the image clock forms a pixel on the image carrier at a certain period during image formation. An image forming apparatus that generates a constant image frequency.
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