JP2009234256A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ビームチャンネル数を増加させた場合にも、ドループを低減させ且つスキューを小さくすることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、レーザアレイ光源から照射される複数本のレーザビームの露光時間を切り換えることにより、感光体上の走査線方向と並行な１本の静電潜像線を形成する。すなわち本発明の画像形成装置では、複数本のレーザビームの各チャンネルを順次消灯しつつ連続した１本の静電潜像線１１０を形成するため、ドループを低減させ且つスキューを小さくすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザアレイ光源を有する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、レーザビームを回転するポリゴンミラーに照射して感光体の表面を走査させ、感光体上に走査線を形成する走査光学系方式が広く用いられている。しかし、電子写真のさらなる高速化を求める市場要求に対して、この走査光学系方式では、ボリゴンミラーの回転数、ビームパルス及び感光体の応答速度等が技術的限界に近づきつつある。

このため、より多くのレーザビームを同時に射出可能なレーザデバイスとして、例えば、特許文献１に示されるような複数の発光部を直線的に配置した端面発光型アレイ型レーザヘッドや、特許文献２に示されるような複数の発光部をマトリックス上に配置した面発光型のレーザヘッドの開発が進められている。

このようなレーザデバイスによりレーザビームのチャンネルを増加させると、光学系の歪み、走査線の傾き（スキュー）、曲がり（ボウ）が発生する。この問題は、デジタル的に与えられるレーザ照射アドレスを高密度にできる利点を活かし、特許文献３に示されるようにデジタル的にアドレスの補正により解決する方法が提案されている。

スキューの補正に関する上記の方法は、走査光学系の電子写真装置ばかりでなく、特許文献４に開示されている様な長尺ＬＥＤを用いて１ラスタ分の書き込みを一度に行う画像形成装置に於いても提案されている。またスキューの補正については、上記した方法の他に、隣接するラスタ間で露光強度を配分することで、主走査方向のラインに、補正による段差が生じることを緩和する方法も開示されている。

また、特許文献５には、ドループによる影響を小さくするために、デューティ比を小さくすることにより発熱量を低減するために、主走査方向に沿った記録密度を４００ｄｐｉ、副走査方向に沿った記録密度を第１実施例の２倍の３２００ｄｐｉとし、各回の主走査において露光部分と非露光部分とが周期的に現れるように半導体レーザを駆動して、１主走査で各露光領域の露光を飛び飛びに行なうことを繰り返す構成が記載されている。

また、特許文献６には、画像データを描画する際に、像担持体の移動方向である副走査方向へ段階的に画像をシフトさせ、かつ多重露光における１本の走査線に対する複数回の走査において、相異なる位置で画像をシフトさせる制御方法、または、画像データを、像担持体の移動方向に直行する主走査方向に対して複数の部分に、かつ境界線が副走査方向の直線以外の形状となるように分割し、分割した部分を副走査方向へ段階的にシフトして印字手段に描画する制御方法が記載されている。

上記特許文献１乃至４において、例えばアレイ型レーザヘッドを用いてビームチャンネル数を増加させた場合、素子内の温度上昇によって光量変化（ドループ）が増大する問題が挙げられる。

また、ビームチャネル数を増加させた場合、同時に走査する走査線の本数が増加するため走査ピッチが大きくなり、スキューの増大が問題となる。スキューの問題は、上記従来のデジタル的なアドレスの補正で解決可能であるが、前述のドループの問題を合わせて解決するためには、複数本のビームチャンネルの各チャンネルを休ませる処理と両立させる必要がある。

この点について、特許文献５に記載された方法では、以下の課題がある。特許文献５の方法では、マルチビーム走査によって生じる走査線スキューの補正とドループの解消という２つの課題を両立して解決することができない。特に、特許文献５には、２回の主走査で１走査線とした構成が記載されており、この場合、最大でも５０％のデューティ比に制限されてしまう。これ以上のデューティ比を走査線の品質を落とさずに実現する点については記載されていない。

また、スキュー補正に伴うディフェクトの低減方法が記載された特許文献６についても、ドループの低減方法については何ら記載されていない。

本発明は、上記事を鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、ビームチャンネル数を増加させた場合にも、ドループを低減させ且つスキューを小さくすることが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記目的を達成すべく、以下の如き構成を採用した。

本発明の画像形成装置は、複数のレーザ光源により複数本のレーザビームを発生するレーザアレイ光源と、前記レーザアレイ光源から照射された前記複数本のレーザビームにより表面電位を変化させて表面に静電潜像を形成する感光体と、を有する画像形成装置であって、前記レーザアレイ光源における前記複数本のレーザビームの発光を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記感光体の主走査方向に前記複数本のレーザビームを走査させて連続した静電潜像線を形成する際に、前記複数のレーザビームのうち、少なくとも一本のレーザビームを順次消灯させる構成とした。

係る構成によれば、ビームチャンネル数を増加させた場合にも、ドループを低減させ且つスキューを小さくすることができる。

また本発明において前記静電潜像線は、前記感光体の表面において前記静電潜像線が形成される領域内で前記主走査方向と非平行となるように形成される構成としても良い。

また本発明において、前記静電潜像線を副走査方向に変位させるバイアス走査処理部を更に有し、前記制御手段は、前記静電潜像線を副走査方向に変位させる主走査方向アドレスを保持する書き換え可能なテーブルを有し、前記バイアス走査処理部は書き換え可能なテーブルに応じて前記静電潜像線を副走査方向に変位させる構成としても良い。

また本発明において、前記制御手段は、前記複数のレーザ光源のうち何れかのレーザ光源が動作不能となったとき、動作不能となったレーザ光源の隣に配置されたレーザ光源を、前記動作不能となったレーザ光源の代わりに露光させる構成としても良い。

また本発明において、前記レーザアレイ光源は、前記複数のレーザ光源のレーザ射出口が直線上に配置された端面発光型レーザアレイである構成としても良い。

本発明によれば、ドループを低減させ、且つスキューを小さくすることができる。

本発明の画像形成装置１００の概略を説明する図である。 本発明の画像形成装置１００の光学走査系の概念を説明する図である。 ビーム走査線４６と静電潜像線１１０との関係を説明する図である。 露光時間の切り替えと静電潜像線１１０の形成を説明する図である。 制御装置５０における処理の流れを説明する図である。 γテーブル２６０の例を示す図である。 バイアス走査処理部２３０が内部に有するバッファメモリのアドレス空間１４０の概念図である。 アドレス空間１４０へのデータ再配置の詳細を示す図である。 バイアス走査処理部２３０のブロック図である。 制限付き加算回路３５１、３５２の例を示す図である。 制限付き減算回路３５３の例を示す図である。 ボウ補正を兼ねる場合のステップテーブル３４０の設定値の考え方を示す図である。 露光強度による露光エネルギーの配分を説明する図である。 マスク処理部２３５と置き換えられる回路２３５Ａを示す図である。 γテーブル２６０の別の例を示す図である。

本発明の画像形成装置は、レーザアレイ光源から照射される複数本のレーザビームの露光時間を切り換えることにより、感光体上の走査線方向と平行な１本の静電潜像線を形成する。すなわち本発明の画像形成装置では、複数本のレーザビームの各チャンネルを順次消灯しつつ連続した１本の静電潜像線を形成するため、ドループを低減させ且つスキューを小さくすることができる。

（実施形態）
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置１００の概略を説明する図である。

画像形成装置１００は、感光体ドラム１０、クリーニングローラ２０、帯電器３０、レーザユニット４０、制御装置５０、現像ローラ６０、給紙スタッカ７０、定着器８０、排紙スタッカ９０を有する。

感光体ドラム１０は、紙面の矢印方向に回転しており、レーザユニット４０からレーザビームが照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム１０の表面は、クリーニングローラ２０で清掃された後に、帯電器３０により電荷が与えられる。制御装置５０は、レーザユニット４０を制御する。レーザユニット４０は、制御装置５０からの信号に基づき照射されるレーザビーム４２をオン／オフさせながら感光体ドラム１０の表面を走査する。

このときのレーザビーム４２の走査方向を主走査方向と呼び、感光体ドラム１０の回転方向Ａを副走査方向と呼ぶ。これにより、感光体ドラム１０上の露光された部位の電荷が除かれ、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像ローラ６０により供給されるトナーによって現像されてトナー像となる。転写ローラ８２は、このトナー像を給紙スタッカ７０から供給される記録紙に転写し、定着器８０はトナー像を定着ローラ８０により加熱圧着することで紙面上に定着させる。画像形成された記録紙は、排紙スタッカ９０に排出される。

図２は、本発明の画像形成装置１００の光学走査系の概念を説明する図である。

図２では、本質を理解しやすくするためにｆ−θレンズや光路を折り返すミラー等を省略し、光路を単純化して図示している。本来は、ポリゴンミラー４４や多チャンネルのレーザアレイ光源であるＬＤＡ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅＡｒｒａｙ）４５は、レンズ群やミラー等とともに、図１に示すレーザユニット４０に納められている。また図２では、感光体ドラム１０の周辺に設けられた帯電器３０、現像ローラ６０、転写ローラ８２、クリーニングローラ２０等も省略している。

図２において、感光体ドラム１０は、矢印Ａの方向（副走査方向）に回転している。ＬＤＡ４５から発せられたレーザビーム４２は、矢印Ｃの方向に回転するポリゴンミラー４４により振られ、感光体ドラム１０上に、矢印Ｂの方向に走査するビーム走査線４６を形成する。尚ビーム走査線４６は、レーザビーム４２の各ビームそれぞれに対応して感光体ドラム１０の表面の形成される線である。

レーザビーム４２は、感光体ドラム１０上に静電潜像を形成するレーザビームであり、ＬＤＡ４５から４０本が同時に照射される（図２では４本で略記）。尚本実施形態のＬＤＡ４５は、等間隔に直線的に配置された４０チャンネルのレーザの出力端を有する端面発光型のＬＤＡであり、レーザ出力端の配列方向を主走査方向に対して傾斜させて設置されている。

本実施形態では、ＬＤＡ４５を設定する際の傾斜角を小さくとることで、感光体ドラム１０上に形成されるビーム走査線４６の間隔を狭ピッチにすることができる。よって傾斜角を調整すれば、ビーム走査線４６の間隔を調整することができる。

以下に本実施形態におけるビーム走査線４６と静電潜像線の関係について説明する。本実施形態の画像形成装置１００では、ＬＤＡ４５から照射される複数本のレーザビームの照射時間を切り換えて、感光体ドラム１０の表面に主走査方向と平行な１本の静電潜像線を形成する。図３は、ビーム走査線４６と静電潜像線１１０との関係を説明する図である。

本実施形態では、同時に照射されるレーザビームにより形成される４本のビーム走査線を１組として、１本の静電潜像線１１０を構成する。

本実施形態において、ＬＤＡ４５から照射されるレーザビームは、矢印Ｂの方向に走査される。また矢印Ａの方向が、感光体ドラム１０の回転方向（副走査方向）である。尚本実施形態の以下の説明では、副走査方向を負方向と呼ぶ。但し図３では、感光体ドラム１０上における作像順を考慮して、矢印Ａの逆方向を副走査方向の正の方向としている。

図３に示す破線は感光体ドラム１０上を１本のレーザビームが走査する走査線を示す。破線１１２から破線１１３までの４０本の走査線は、ＬＤＡ４５により一度に走査されるビーム走査線であり、破線１１２から順番にＬＤＡ４５の各チャンネル出力（ｃｈ００〜ｃｈ３９で表記）に対応する。続く破線１１４は、次の走査で描画されるｃｈ００に対応する。

図３では、全ての画素がＯＮとされるベタ入力を形成する場合を示しており、レーザビームｃｈ００〜ｃｈ０３により静電潜像線１１０を形成している。尚図３では、静電潜像線１１０は、連続した線として描かれていないが、静電潜像線１１０は連続した１本の線として形成される。静電潜像線１１０の形成の詳細は後述する。

図３では、説明のためにビーム走査位置を示す補助線１１５、１１６を設け、補助線１１５と補助線１１６の間の領域を副走査方向に区間１２１〜１２５に分けて説明する。

本実施形態では、補助線１１５から補助線１１６の範囲において、区間１２１ではｃｈ０３のみにより静電潜像線１１０を形成する。よって区間１２１では、ｃｈ０３の露光エネルギーは１００％となる。尚レーザビームｃｈ０３レーザビームが照射されているとき、他のｃｈ００〜ｃｈ０２は消灯（オフ）されている。

区間１２２では、ｃｈ０２とｃｈ０３とにより静電潜像線１１０を形成する。このとき区間１２２では、ｃｈ０２の露光エネルギーを２５％とし、ｃｈ０３の露光エネルギーを７５％とする。尚ｃｈ０２からレーザビームが照射されているときは、他のｃｈ００、ｃｈ０１、ｃｈ０３は消灯されている。またｃｈ０３からレーザビームが照射されているときは、他のｃｈ００、ｃｈ０１、ｃｈ０２は消灯されている。

区間１２３では、区間１２２と同様にｃｈ０２とｃｈ０３とにより静電潜像線１１０を形成するが、各レーザビームの露光エネルギーを区間１２２と異ならせる。区間１２３では、ｃｈ０２、ｃｈ０３それぞれの露光エネルギーを５０％とする。尚ｃｈ０２からレーザビームが照射されているときは、他のｃｈ００、ｃｈ０１、ｃｈ０３は消灯されている。またｃｈ０３からレーザビームが照射されているときは、他のｃｈ００、ｃｈ０１、ｃｈ０２は消灯されている。

区間１２４においても区間１２３と同様にｃｈ０２とｃｈ０３とにより静電潜像線１１０を形成するが、各レーザビームの露光エネルギーを区間１２３と異ならせる。区間１２４では、ｃｈ０２の露光エネルギーを７５％とし、ｃｈ０３の露光エネルギーを２５％とする。尚ｃｈ０２からレーザビームが照射されているときは、他のｃｈ００、ｃｈ０１、ｃｈ０３は消灯されている。またｃｈ０３からレーザビームが照射されているときは、他のｃｈ００、ｃｈ０１、ｃｈ０２は消灯されている。

区間１２５では、ｃｈ０２のみにより静電潜像線１１０を形成する。よって区間１２５では、ｃｈ０２の露光エネルギーは１００％となる。尚ｃｈ０２からレーザビームが照射されているとき、他のｃｈ００、ｃｈ０１、ｃｈ０３は消灯されている。

上記各区間における露光エネルギーの調整方法は、各チャンネルの露光強度を切り替える方法と、露光時間を切り替える方法とがある。以下の説明では、特に露光時間を切り替えて露光エネルギーを調整する方法を中心に説明する。

図４は、露光時間の切り替えと静電潜像線１１０の形成を説明する図である。本実施形態では、４本のビーム走査線を形成するレーザビームを順次消灯させてレーザビームの露光時間を切り替えつつ静電潜像線１１０を形成する。尚図４のグリッド線は、説明の便宜上のものである。

本実施形態では、デジタル的に与えられるレーザ照射アドレスを高密度にし、発光を指示するアドレスをレーザスポット径に比べて細かくした。これにより、ＬＤＡ４５の各チャンネルから出力されるレーザビームが重なり、連続した１本の静電潜像線１１０を形成する。

例えば区間１２１において、制御装置５０は、ｃｈ０３の露光時間が１００％となるように発光を指示する。するとレーザビームの軌跡は、軌跡１２１Ａのようになる。次に区間１２２において、制御装置５０は、ｃｈ０２の露光時間を２５％とし、ｃｈ０３の露光時間を７５％とする。するとレーザビームの軌跡は、軌跡１２２Ａのようになる。同様に区間１２３において、制御装置５０は、ｃｈ０２とｃｈ０３の露光時間をそれぞれ５０％とする。するとレーザビームの軌跡は軌跡１２３Ａのようになる。区間１２４、区間１２５においても同様である。

このように本実施形態では、発光を指示するアドレスをレーザスポット径に比べて細かくして、各アドレスに対して発光されるレーザビームの軌跡が重なるようにする。本実施形態では、レーザビームの軌跡が重なることで、連続した静電潜像線１１０が形成される。

このとき、静電潜像線１１０に対してビーム走査線は、斜めに走査する関係になる。このことから以後では、本走査方式を幾何学的バイアス走査方式、あるいは単にバイアス走査方式と呼び、ビーム走査線が静電潜像線を飛び越す量（ラスタの本数）をバイアスピッチと呼ぶことにする。歪みの無い走査光学系では、バイアスピッチを同時走査ビームチャンネル数に一致させると、静電潜像線は、副走査方向に対して直交する方向となり、バイアスピッチを同時走査ビームチャンネル数より大きくすると右下がり（紙面上）の方向、バイアスピッチを同時走査ビームチャンネル数より小さくすると右上がり（紙面上）の方向となる。

このバイアス走査方式により、最大負荷状態であるベタ印刷時に於いても、１走査中にＬＤＡ４５の半分のチャンネルをＯＦＦ（負荷としては１／４）できるばかりでなく、ＯＮ／ＯＦＦ状態が複数のチャンネル間で巡回的に切り替えられることが保証される。特に、ＡＰＣによる補正を掛けることができない走査線上でのドループの影響が緩和されることになる。

尚ＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）とは、１走査毎に走査線の描画領域外で、レーザ強度を検出して補正する方法であり、一般的に使用されている。本実施形態によれば、ＡＰＣを利用しても補正することができない走査線の描画領域内で、ドループの影響を緩和することができる。

また本実施形態において、レーザビームの露光時間の切り替えのタイミング及び発光を指示するアドレスは、予め制御装置５０に設定されている。これらの設定は、画像形成装置１００において発生するスキューの大きさや、感光体ドラム１０上の主走査方向に対するＬＤＡ４５の傾斜に基づき行われる。本実施形態では上記設定を適切に行うことにより、スキューを可能な限り小さくすることができる。

以下に制御装置５０における処理について説明する。

図５は、制御装置５０における処理の流れを説明する図である。本実施形態の制御装置５０は、入力データを画像とするための画像形成処理、レーザユニット４０の制御等を行う。

制御装置５０は、ＲＩＰ（Raster Image Processor）部２１０、ページメモリ２２０、バイアス走査処理部２３０、データ振分部２４０、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）処理部２５０、γテーブル２６０、ＬＤＡドライバ２７０を有する。制御装置５０にはユーザデータ５１が入力され、上記各部により画像処理が施される。ユーザデータ５１には、フォント、グラフ等のベクトルデータ、ビットマップ（写真や画像）、これらのデータの管理情報等が混在している。

ＲＩＰ部２１０は、ユーザデータ５１に含まれるページデータをページ毎に１２００ｄｐｉデータ解像度、２ｂｐｐ（ｂｉｔ ｐｅｒ ｐｉｘｅｌ）のビットマップ画像に展開する。

ここでＲＩＰ部２１０は、スクリーニング手段を備えている。ＲＩＰ部２１０は、スクリーニング手段により、写真・ビジネスグラフなどのグラデーションを多用する画像領域を網点画像に変換することにより、２ｂｐｐで不足する画像の階調性を補う。ＲＩＰ部２１０により２ｂｐｐ画像化されたデータは、ページメモリ２２０に蓄積される。

バイアス走査処理部２３０は、ページメモリ２２０から、画像データｃの行アドレス値ｉ及び列アドレス値ｊとを受け取り、バイアス走査処理を施した４ｂｐｐデータを４個まとめた１６ｂｉｔデータｄを生成する。バイアス走査処理部２３０における処理の詳細は後述する。データ振分部２４０は、４０個の出力チャンネル毎に用意された（図５では４個に略記）ＰＷＭ処理部２５０に対して、バイアス走査処理部２３０からのデータをラスタ毎に振分ける処理を行う。

各ＰＷＭ処理部２５０は、それぞれのγテーブル２６０を参照して、各画素４ｂｉｔのデータを３２段階のパルス幅から選択されたそれぞれのパルスパターンに割り付ける。そして各ＰＷＭ処理部２５０は、このパルスパターンをシリアル信号ｐとして、各チャンネル毎のＬＤＡドライバ２７０に送出する。

図６にγテーブル２６０の例を示す。γテーブル２６０の目的は、４ｂｉｔの入力信号として与えられるパルスのパターンを保持したまま、パルスの長さを微調整することにある。図６の例では、ＯＮ時間の短い入力値（０００１），（０１００）等に対応する出力をレーザの応答遅れを考慮して長めに補正している。

尚ＬＤＡドライバ２７０も、ＰＷＭ処理部２５０と同様に４０個の出力チャンネル毎に用意されている（図５では４個に略記）。またγテーブル２６０は、予め制御装置５０の有する記憶装置等に格納されているものとした。各ＬＤＡドライバ２７０は、ＰＷＭ処理部２５０から出力されるシリアル信号ｐに従ってＬＤＡ４５の対応する出力チャンネルのレーザダイオードを駆動する。

次にバイアス走査処理部２３０の詳細について説明する。

始めに、バイアス走査処理部２３０で実行される処理の説明に先立ち、バイアス走査処理部２３０が内部に有するバッファメモリについて説明する。図７は、バイアス走査処理部２３０が内部に有するバッファメモリのアドレス空間１４０の概念図を示す。

バッファメモリは、ランダムアクセス可能な２次元配列であり、図７では、矢印ｊ_ｘの方向が主走査方向、矢印ｉ_ｙの方向が副走査方向に対応する。

図７の領域ＡＢＤＣの範囲が、実際のバッファメモリに割り付けられた領域であり、幅Ｗｈが主走査方向のページデータの画素数に対応する。これに対して、副走査方向には、後述するようなビーム走査線ピッチに対する電位走査線ピッチ比に相当する冗長度をもたせる必要があるため、入力ページデータの冗長度倍以上のアドレスが必要となる。

これによるコスト増加を回避するために、ｈｓをバイアスピッチとして、副走査方向の幅Ｗｖを、（（ビームチャンネル数）×（冗長度））を十分保持可能な冗長度の倍数とし、ページメモリ３３からの画像データｃの副走査方向アドレスｉに対しては、Ｗｖを法とする、（冗長度）×（副走査方向アドレスｉ）の剰余を、アドレス空間１４０の副走査方向アドレスとして対応させている。

バイアス走査処理部２３０では、バッファメモリのアドレス空間１４０を利用して、ページメモリ２２０のラスタデータに補助線１３０に示すようなｈｓ／Ｗｈの傾きを持たせる再配置を行うことで、バイアス走査方式を実現する。

図８にアドレス空間１４０へのデータ再配置の詳細を示す。図８の最小グリッド（点線）は、４８００ｄｐｉのデバイス解像度の１画素に対応し、最小グリッド４×４（実線）で、１２００ｄｐｉのデータ解像度１画素に対応している。また、ハッチングで示したアドレスが、ベタ入力時にＯＮとなるドット（値１）、それ以外がＯＦＦドット（値０）を表している。

まず、バイアス走査処理部２３０では、入力画素の２ｂｉｔ値ｃを、各ｂｉｔを重複させる処理を行う。具体的には、（００）→（００００）、（０１）→（００１１）、（１０）→（１１００）、（１１）→（１１１１）とする処理により、２ｂｉｔのデータを４ｂｉｔ化する。４ｂｉｔ化されたデータは、区間４０ａ〜４０ｈに示す様にラスタの先頭から順に配置される。

ただし、図３の区間１２２に対応する露光エネルギー比率を実現するため、図８の区間４０ｃでは、入力画素値とマスク値（０１１１）とのａｎｄ値を配置し、その代わりに区間４１ａに、入力画素値とマスク値（１０００）とのａｎｄ値を配置している。

これにより、隣接するラスタ（ｉ＝ｈｓ＋１とｉ＝ｈｓ＋２）上の区画４０ｃと、区間４１ａとの間で、マスク値（０１１１）により、全体では４ｂｉｔ化した画像値のデューティを保持したまま、ベタ入力時の露光デューティが３：１に配分している。区間４０ｄと４１ｂ、区間４０ｅと４１ｃ、区間４０ｆと４１ｄ等の関係も同様である。

上述のデューティを配分する４段のマスク値、（１１１１）、（０１１１）、（０１０１）、（０００１）の選択方法は、補助線１３０との関係で決定される。具体的な方法については次の図９で説明する。

図９は、バイアス走査処理部２３０のブロック図である。尚、図９の各要素は、入力画素ｃの読み込み単位時間を同期クロックとする同期回路であるが、説明を簡潔にするために、同期クロックと遅延調整のレジスタ等は省略している。また以下の説明では、信号値１がＯＮドット、信号値０がＯＦＦドットに対応するものとする。

バイアス走査処理部２３０は、主に、バッファメモリ部２３１、副走査アドレス生成部２３２、シフトパラメータ生成部２３３、アドレスシフト部２３４、マスク処理部２３５で構成される。

バッファメモリ部２３１は、バッファメモリ３１０、およびバッファメモリ３１１の２つで構成される。いずれのバッファメモリ３１０，３１１も、ｉｗが書き込み副走査アドレス、ｊｗが書き込み主走査アドレス、ｉｒが読み込み副走査アドレス、ｊｒが読み込み主走査アドレス、ｄｗが書き込みデータ、ｄｒが読み込みデータである。ＯＲ回路３１２により、これらバッファメモリの出力値のＯＲをとることで、書き込み副走査アドレスの異なるデータの同時書き込みを実現している。これらのバッファメモリ内容は、事前の０データの送信等により、処理開始に先立ってクリアされる。

副走査アドレス生成部２３２は、ページメモリからの副走査アドレスｉを、先のアドレス空間１４０に写像するために、４ｉの副走査方向の幅Ｗｖによる剰余ｉ'を生成する。これは、同期クロックに従ってカウントアップする内部カウンタ３２０に対して、比較回路３２１および比較回路３２２およびＯＲ回路３２３の組み合わせで、ｉ＝０またはｉ'＝Ｗｖで０リセットすることにより簡易に実現している。ここでＷｖは、レジスタ３３０に予め設定するアドレス空間１４０の副走査幅値である。この内部カウンタ３２０の出力６ｂｉｔを、乗算回路３３２により、レジスタ３３３に設定した冗長度（ビーム走査線ピッチに対する電位走査線ピッチ比）"４"を乗じ、ｉ'を生成する。

この場合、副走査アドレスｉの開始値ｉ＝０をリセットフラグとして利用しているだけなので、ページ開始を認識するためのリセットフラグとして利用できる信号ならば何でも副走査アドレスｉに代わりとして利用することができる。

シフトパラメータ生成部２３３は、主走査アドレスｊに応じて、書き込み副走査アドレスをシフトする量を与える８ｂｉｔのシフトパラメータ値ｎを生成する。このシフトパラメータｎは、書き込みアドレスを図８の補助線１３０に沿わせる働きをする。特に、ｎの上位６ｂｉｔが後述のアドレスシフト部２３４による書き込みアドレスのシフト量を与え、下位２ｂｉｔが、マスク処理部２３５で隣接ラスタ間で露光デューティを配分するマスク選択信号として利用される。

シフトパラメータ生成部２３３のステップテーブル３４０は、２５６個のエントリをダウンロード可能なＬＵＴ（ＬｏｏｋＵｐＴａｂｌｅ）であり、予めマスクを切り替える主走査アドレス位置ｓｉ（ｉ＝０，１，２，...）を昇順に登録しておくものである。図８の場合では、ｓ０＝２，ｓ１＝４，ｓ２＝６，...である。

また、カウンタ３４１は、１ｂｉｔの入力値ｉｎｃ＝１のとき、同期クロックに従って、８ｂｉｔ入力カウント値ｎｉを１増加させｎｏとして出力し、ｉｎｃ＝０のとき、ｎｉの値をそのままｎｏとして出力する論理回路である。特に、１ｂｉｔの入力値ｒｓｔがｒｓｔ＝０の場合には、ｎｉとは無関係にｎｏ＝０を出力する。この構成では、主走査カウンタ値ｊがｊ＝０の場合、カウンタ３４１の出力ｎｏ＝０となり、ステップテーブル３４０によりｓ＝ｓ０が設定される。ｊ＜ｓ０の間はｎｏは変化せず、ｊ＝ｓ０になるとｎｏがインクリメントされ、ｎｏ＝１となる。同時にステップテーブル３４０からは、次のステップ値ｓ１が参照される。以下、同様にして、ステップテーブル３４０に登録した主走査アドレスの位置ｓ０，ｓ１，ｓ２，．．で、逐次ｎｏがインクリメントされることになる。

アドレスシフト部２３４では、副走査アドレス生成部２３２の出力ｉ'および、前述のシフトパラメータｎｏ／４の整数部に相当するｎｏの上位６ｂｉｔ値ｎから、バッファメモリ３１０用の副走査書き込みアドレスｉｗ＝ｉ'＋ｈｓ−ｎ、および、バッファメモリ３１１用の副走査書き込みアドレスｉｗ＝ｉ'＋ｈｓ−ｎ＋１、を得る。これらのアドレスは、レジスタ３３０に設定されたアドレス空間の副走査幅値Ｗｖを法とする剰余として計算されなくてはならないので、加算回路３５１、３５２、減算回路３５３は、それぞれ、後述する図１０の制限付き加算回路及び図１１の制限つき減算回路を使用している。

ビット拡張部３６０は、図８で説明したような、２ｂｉｔの入力画素値ｃを各ｂｉｔ毎重複させることで４ｂｉｔ化した拡張画素値ｃ'を出力する。

マスク処理部２３５は、シフトパラメータｎの下位２ｂｉｔをインデックスとして、マスクテーブル３７０を参照する。このマスクテーブル３７０には、図８で説明したような、アドレスシフト部２３４で算出した隣接する書き込みアドレスをもつラスタ間での、露光デューティの配分を決めるマスク値、（１１１１）、（０１１１）、（０１０１）、（０００１）が、この順で登録されている。

ＡＮＤ回路３７１は、マスクテーブル３７０で選択されたマスク値の反転値と、拡張画素値ｃ'のＡＮＤを取ることで、バッファメモリ３１０側に書き込まれる値ｃ' 'を決定する。同様に、ＡＮＤ回路３７２は、マスクテーブル３７０で選択されたマスク値と、拡張画素値ｃ'のＡＮＤを取ることで、バッファメモリ３１１側に書き込まれる値ｃ' 'を決定する。また、選択信号３８０は、デフォルトでは値０が設定されており、マスク処理部２３５の出力値ｃ' 'およびｃ' 'が、そのまま、バッファメモリ部２３１へと送られる。

バッファメモリ部２３１からのデータの読み出しでは、バッファメモリ３１０、３１１に書き込まれたデータは、それぞれページメモリからの入力副走査アドレスｊを「読み出し主走査アドレスｊｒ」、副走査アドレス生成部からのｉ'を「読み出し副走査アドレスｉｒ」として、（ｉｒ，ｊｒ）、（ｉｒ＋１，ｊｒ）、（ｉｒ＋２，ｊｒ）、（ｉｒ＋３，ｊｒ）の各４ｂｉｔ４行分の１６ｂｉｔデータが、一度に読み出される。バッファメモリ３１０、３１１それぞれからのデータは、ＯＲ回路３１２により対応するｂｉｔ毎のＯＲ値として合成される。

これにより、書き出し終了時においてバッファメモリ３１０、３１１には、ｈｓ行ほどの読み残しが残ることになるので、ページデータの末尾に、空データをダミーとして、ｈｓ／４行以上を追加することでデータの読み残しの発生を回避する。

以上の説明では、レジスタ３３３の冗長度（副走査方向に関する、ビーム走査線のピッチ間隔に対する電位走査線のピッチ間隔比）は４倍としたが、もちろん他の冗長度の設定も可能である。図９の回路例では、レジスタ３３３の設定値を２あるいは３にし、合わせて、図５のデータ振分部２４０で、ＯＲ回路３１２からの出力データｄの有効部分だけを抽出することで容易に冗長度が２倍、３倍に変更される。

また、ＬＤＡ４５に発光不良のチャンネルが生じた場合には、図９の選択信号３８０の値を１に切り替える。この構成により、マスク処理部２３５をスルーさせて常に隣接する２チャンネルで同じデータを出力するようにすることができ、描画データの欠落が防止される。尚この切り替えに合わせて、対応する図５のＰＷＭ処理部２５０のγテーブル２６０を入れ替えることで、濃度アンバランスが緩和される。

図１０は、前述の制限付き加算回路３５１、３５２の例である。加算回路４００は、入力値ａ，ｂの和ａ＋ｂを出力する。減算回路４１０は、ａ＋ｂ−ｌｉｍを出力する。比較回路４２０は、制限値ｌｉｍと、ａ＋ｂを比較し、選択信号を出力する。選択回路４３０は、選択信号に基づいて、ａ＋ｂ≧ｌｉｍの場合には、ａ＋ｂ−ｌｉｍを選択し、それ以外の場合には、ａ＋ｂを選択し出力する。これにより、入力値ａ，ｂがともに０≦ａ，ｂ＜ｌｉｍならば、図１０の回路により、ａ＋ｂのｌｉｍによる剰余と等価な出力が得られる。

同様に、図１１は前述の制限付き減算回路３５３の例である。補数回路５００は、入力値ｂを論理反転して１を加算することで、−ｂに相当するｂの補数を生成する。選択回路５１０は、比較回路５２０との組み合わせにより、入力値ａ，ｂに対して、ａ＜ｂの場合、加算回路５３０の出力ｌｉｍ−ｂを選択し、ａ≧ｂの場合、−ｂを選択する。加算回路５４０は、選択回路５１０の出力にａを加算する。これにより、入力値ａ，ｂがともに０≦ａ，ｂ＜ｌｉｍならば、図１１の回路により、ａ−ｂのｌｉｍによる剰余と等価な出力が得られる。

図１２には、ボウ補正を兼ねる場合のステップテーブル３４０の設定値の考え方を示す。図１２の上側の図は、その下に示したアドレス空間１４０の領域１５０の拡大図である。

ボウ補正を伴う場合、アドレス空間１４０に対応づけるラスタの軌跡は、感光体ドラム１０上に形成されるビーム走査線の副走査方向変位の逆変位に対応する区分的近似直線１６０である。

ステップテーブル３４０の設定値は、この近似直線１６０と、主走査方向のグリッドとの交点１６１を昇順に登録することで得られる。

この方法の場合、近似直線１６０が、主走査アドレスｊの単調関数となることが制限となる。即ち、本補正方法で補正可能な歪みは、補正対象となるボウ・スキューを合わせた変位が、感光体ドラム１０上で主走査方向位置の単調関数となっている場合のみである。
しかしながら、副走査方向の変位量は従来より数百μｍ程度と小さいため、ある程度大きなボウ補正が必要な場合でも、あえて走査光学系の走査線に、ある程度のスキューを持たせる光学系配置をとることで、副走査方向変位量の単調性を確保することが可能となる。

以上の説明では、ラスタ間の露光エネルギーの配分方法として、図３に示すように露光時間を配分する方法を中心に説明したが、本実施形態を以下のように改良することにより、図１３に示すようなレーザ露光強度の配分による露光エネルギーの配分を容易に実現できる。

図１３は、露光強度による露光エネルギーの配分を説明する図である。図１３では、各区間において各チャンネルの露光強度を切り替える様子が示されている。例えば区間１２１では、ｃｈ０１の露光強度が１００％であり、その他のチャンネルはオフとなっている。区間１２２では、ｃｈ０１の露光強度が７５％、ｃｈ００の露光強度が２５％、その他のチャンネルはオフとなっている。区間１２３では、ｃｈ０１の露光強度が５０％、ｃｈ００の露光強度が５０％、その他のチャンネルはオフとなっている。

このような露光強度の切り替えを実現するためには、まず図９のマスク処理部２３５を図１４に示す回路２３５Ａに置き換える。この場合、図９のビット拡張部３６０は廃止する。そして２ｂｉｔの入力画素値ｃの上位２ｂｉｔにカウンタ３４１の出力ｎｏの下位２ｂｉｔ、ｎｏ［１：０］を、後のビーム強度選択信号としてそのまま付加した信号を出力値ｃ"、ｎｏ［１：０］を反転して付加した信号を出力値ｃ"（上バー付き）とする。

これらの変更に合わせ、図５に示すＬＤＡドライバ２７０は、２５％、５０％、７５％、１００％の各強度に対応した４種類のドライバを各チャンネル毎に備えたものとする。また図５に示すＰＷＭ処理部２５０は、各画素４ｂｉｔのデータの下位２ｂｉｔに従って、ＰＷＭパターン選択を行うものとし、上位２ｂｉｔに割り付けられたビーム強度選択信号に従って、先の４種類のＬＤＡドライバ２７０への出力先を切り替える処理を行う。この場合のγテーブル２６０の例を図１５に示す。

以上、実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

本発明は、同時に多数本のビーム走査を行う方式の画像形成装置に利用可能である。

５０ 制御装置
１００ 画像形成装置
１１０ 静電潜像線
１４０ アドレス空間
２２０ ページメモリ
２３０ バイアス走査処理部
３４０ ステップテーブル
３７０ マスクテーブル

特開２００１−２６４６５７号公報 特開２００４−２７６５３２号公報 特開２００７−１６８２３６号公報 特開２００６−１４２７８７号公報 特開平７−３２６４７号公報 特開２００６−２５５９５８号公報

Claims (5)

1. 複数のレーザ光源により複数本のレーザビームを発生するレーザアレイ光源と、
   前記レーザアレイ光源から照射された前記複数本のレーザビームにより表面電位を変化させて表面に静電潜像を形成する感光体と、を有する画像形成装置であって、
   前記レーザアレイ光源における前記複数本のレーザビームの発光を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、
   前記感光体の主走査方向に前記複数本のレーザビームを走査させて連続した静電潜像線を形成する際に、
   前記複数のレーザビームのうち、少なくとも一本のレーザビームを順次消灯させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記静電潜像線は、
   前記感光体の表面において前記静電潜像線が形成される領域内で前記主走査方向と非平行となるように形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記静電潜像線を副走査方向に変位させるバイアス走査処理部を更に有し、
   前記制御手段は、前記静電潜像線を副走査方向に変位させる主走査方向アドレスを保持する書き換え可能なテーブルを有し、前記バイアス走査処理部は書き換え可能なテーブルに応じて前記静電潜像線を副走査方向に変位させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、
   前記複数のレーザ光源のうち何れかのレーザ光源が動作不能となったとき、
   動作不能となったレーザ光源の隣に配置されたレーザ光源を、前記動作不能となったレーザ光源の代わりに露光させることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項記載の画像形成装置。
5. 前記レーザアレイ光源は、
   前記複数のレーザ光源のレーザ射出口が直線上に配置された端面発光型レーザアレイであることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の画像形成装置。

Images