以下、本発明を好適に実施した形態について、図面を用いて詳細に説明する。
但し、以下に示す実施形態では、マルチビーム光学系を基本としているが、本発明は、これに限定されるものでなく、発光源が1つの場合でも同等又はそれ以上の効果を得ることが可能であり、特に光源の数が制限されるものではない。
また、複数の光源を組み合わせて光源ユニットを構成する場合や、半導体レーザアレイを用いて光源ユニットを構成する場合や、これらを組み合わせてマルチビーム光学系を構成する場合では、複数本の光束が同時に被走査媒体上を走査するため、走査終端部におけるばらつきが目に付きやすくなるが、本発明は、特にこのような場合に対して、より効果的に機能するものである。
〔第1の実施形態〕
本発明の第1の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(複数ビーム走査装置)
図26は、本実施形態による複数ビーム(マルチビーム)走査装置の構成を示す図である。
図26の(a)において、光源ユニット10は、複数(本実施形態では2個)の発光部を有する光源部と、各発光部から射出した発散光束をカップリングするカップリングレンズとを有しているものとする。この構成は、以下に図26の(b)を用いて例示する。また、光源ユニット10内に設けられたカップリングレンズは、各発光部から射出された発散光束を以後の光学系に適した光束形態(例えば平行光束、弱い発散性の光束や収束光束等)に変換する。これをカップリングという。
本実施形態では、カップリングされた各光束は「平行光束」として光源ユニット10から射出し、線像結像系としてのシリンドリカルレンズ3により、偏向器である回転多面鏡4の偏向反射面近傍に、主走査方向に長くほぼ線状に結像する。
回転多面鏡4の偏向反射面により偏向された2つの光束は、回転多面鏡4の等速回転に伴い等角速度的に偏向しつつ結像レンズ5,6とを透過し、光路折り曲げミラー7により光路が折り曲げられる。その後、結像レンズ5,6の作用により被走査面の実体をなす感光体8の感光面上に光スポットとして集光し、被走査面上の2走査線を走査する。2つの光スポットは、副走査方向に所望の間隔(走査ピッチ)を隔てて形成される。
光源部の各発光部の相対的な位置関係は、光源部と被走査面との間にある結像系(本実施形態ではカップリングレンズ、シリンドリカルレンズ4、結像レンズ5,6)の副走査方向の合成倍率(:M)に応じて所望の走査線ピッチが実現されるように決定される。
・光源ユニット10
光源ユニット10は、図26の(b)に示すように、2個の半導体レーザ11,12からの発散光束を、各半導体レーザ11,12に対応させたカップリングレンズ13,14で別個にカップリングして平行光束とし、カップリングされた光束をビーム合成プリズム15を用いてビーム合成する。ビーム合成プリズム15は、偏光分離膜15Aを有し、カップリングレンズ13からの光束は、偏光分離膜15Aを透過する。
カップリングレンズ14からの光束は、1/2波長板16により、偏光面を当初の状態から90度旋回され、ビーム合成プリズム15の面と偏光分離膜15Aとで順次反射されてビーム合成プリズム15から射出する。
カップリングレンズ13,14の光軸(鎖線で示す)は互いに平行で、ビーム合成プリズム15を介することで、図のように1本に合成されて合成光軸AXとなる。
図26の(b)に示す光学装置10は、図中上下方向(半導体レーザの並び方向)を副走査方向としている。ここで、半導体レーザ11,12の発光部11a,12aは、それぞれ対応するカップリングレンズ13,14の光軸に対して副走査方向に(互いに逆向きに)ずれている。このためビーム合成プリズム15でビーム合成された各光束B1,B2は、副走査方向において互いに合成光軸AXに対して角をなして射出する。
但し、本実施形態における光源部は、図26の(b)に示す如きものに限らず、公知の適宜のものを用いることも可能である。例えば、複数の発光部をモノリシックにアレイ配列した半導体レーザアレイを用い、発光部から射出する複数の発散光束を共通のカップリングレンズによりカップリングするように構成してもよい。また、半導体レーザアレイを複数用いて光源ユニットを構成してもよい。
(半導体レーザアレイ)
半導体レーザアレイの発光点間隔は、その熱的クロストークや電気的クロストークの影響により近づけられる限界が存在する。これは、通常、略14μmまでとされている。また、半導体レーザアレイの発光点間隔を何種類も作るのはコスト的にデメリットとなる。
しかしながら、走査光学系は、書込密度や走査幅により様々なものが開発されており、走査光学系の倍率も様々なものに対応されている。そのため、被走査面上で任意の走査ピッチを得るために、半導体レーザアレイを傾けて使用している。これにより、発光点のピッチが副走査方向において見かけ上、所望のピッチとなる。
この例を、図24に示す。図24では、例として発光点が4つの半導体レーザアレイを用いて説明する。図24を参照すると、発光点間隔Pの半導体レーザアレイを角度θ傾けることにより、図24の(b)に示すように、副走査方向においてピッチがPcosθと同等になる。こうすることにより副走査方向の走査ピッチを任意の所望のピッチにすることが可能となる。
しかしながら、半導体レーザアレイを傾けた場合、図24の(b)に示すように、主走査方向において発光点位置が間隔dだけズレてしまい、それにより各発光点から射出した光束の被走査面上での走査開始位置もズレてしまう。これにより、被走査面上では、主走査方向の光学系全系の倍率に掛けられた量に従いズレが生じる。
また、傾けない場合でも、半導体レーザアレイの製造時の加工誤差により生じる発光点の位置ズレによって上記と同様に被走査面上での走査開始位置がズレてしまう。
以上に述べてきた様な主走査方向の発光点の位置のずれは、最終的な画像品質の劣化の要因になってしまうため、走査開始位置の補正を行う必要がある。以下では、この補正を行う装置及び方法を適用した光源ユニットについて、具体的な構成例を挙げて説明する。
(4ビーム光源ユニット)
図27を用いて、汎用の半導体レーザを合計4個用いた4ビーム光源ユニットの具体的な構成例を説明する。図27は、この4ビーム光源ユニットの斜視図である。
図27において、半導体レーザ101,102は、アルミダイキャスト製の支持部材103の裏側に主走査方向に約8mm間隔で並設して形成された(図示しない)かん合穴に各々圧入して支持され、第1射出軸に対称に一列に配置される。また、コリメートレンズ104,105は、各々の半導体レーザの発散光束が平行光束となるようにX位置を合わせ、また所定のビーム射出方向となるようにY及びZ位置を合わせて、半導体レーザ101,102と対に形成したU字状の支持部103―1,103―2との隙間にUV硬化接着剤を充填することで固定される。これにより、第1の光源部が構成される。
同様に、第2の光源部も、支持部材108に半導体レーザ106,107が圧入され、コリメートレンズ119,109がUV硬化接着剤により固定されて構成されている。
第1又は第2の光源部は、x軸に対称に配置された射出軸(第1又は第2の射出軸)と中心が一致する円筒部(103―6又は108―6)を、ベース部材110の裏側からかん合穴(110―1又は110―2)に係合させるように固定する。固定は、位置決め部(103―3,103―4,103―5、又は、108―3,108―4,108―5)の各々3点を基準に当接し、位置決め部(103―3,103―4,103―5、又は、108―3,108―4,108―5)においてベース部材110の表側からネジを通すことにより行う。
ベース部材110には、各半導体レーザ101,102,106,107に対応したアパーチャが設けられた板111、半導体レーザ106,107のビームを半導体レーザ101,102の光軸に近接させて射出するビーム合成プリズム112が支持される。
上記のように構成したベース部材110は、ホルダ部材113に保持され、走査光学手段を収納する光学ハウジング(図示しない)に走査光学手段の光軸に円筒部113―1の中心を合わせて取付を行うことで走査光学手段に複数のビームを入射せしめる。また、レバー113―3を調節ネジ115で上下させることによって円筒部113―1を中心として回転可能に保持される。これにより走査光学系の配置誤差等によって走査線の傾きが生じるが、この走査線に合わせてビーム配列を傾けることができる。
各半導体レーザ101,102,106,107の駆動回路が形成される基板114は、支柱113―2に固定され、半導体レーザ101,102,106,107のリードをハンダづけして回路接続がなされる。
但し、この実施例において、半導体レーザに複数の発光部をモノリシックにアレイ配列した半導体レーザアレイを適用してもよい。
上記に示したような複数の発光部を有する光源ユニットにおいては、各発光部(または発光点)の発振波長が異なる。このため、図26に示す結像レンズ5,6の持つ色収差により被走査面上を走査する各走査光の倍率が異なり、露光幅が異なるという現象が生じる。
また、半導体レーザアレイを傾けた場合と同様に、主走査方向において発光点位置がズレた構成となっている。これにより、各発光点から射出した光束の被走査面上での走査開始位置がズレてしまう。この主走査方向の走査開始位置のズレは、図24に示す半導体レーザアレイを傾けた場合と同様に、最終的な画像品質の劣化の要因になってしまうため、走査開始位置の補正を行う必要がある。
上記の発光点の位置のズレを言い換えると、『偏向走査平面(主走査平面)と直交する軸に対する半導体レーザの各発光点の相対的位置が異なる』といい変えることができる。このような状態の場合、つまり変更走査平面と直交する軸上に各発光点の相対位置がない場合に、被走査面上の光スポットの走査開始位置は主走査方向においてズレた位置になり、書込端部がガタガタした画像になってしまう。
上記の例では半導体レーザアレイを傾けた場合であるが、半導体レーザアレイのチップ上の発光点の位置が加工誤差により位置ズレしてしまっている場合や、複数の光源を組み合わせて光源ユニットを構成する場合に組み付け誤差が起きてしまった場合も同様のことがいえる。
(タンデム構成の画像形成装置)
次に、図31を用いて、タンデム構成の画像形成装置を説明する。
光源ユニット(図示せず)からの光束は、偏向器である回転多面鏡4の偏向反射面により偏向され、回転多面鏡4の等速回転に伴い等角速度的に偏向しつつ結像レンズに向かう。このとき変更される光束は被走査媒体の数(図31では、8a1,8a2,8b1,8b2の計4つ)に対応する。図31の例では被走査媒体は4つなので光束(A,B,C,D)は4本有る。但し、この4本の光束は複数の光源からの光束が合成された光束でもあってもよいし、半導体レーザアレイから発振された複数本の光束であってもよい。
偏向された各光束は振り分けられ、光束A,Bはレンズ5aを通過した後、それぞれに対応した光路折り曲げミラー(7a1,7a2)により、それぞれレンズ6a1、6a2に導かれ、レンズ5aと、レンズ6a1又は6a2との作用により被走査媒体上に光スポットとして集光して、被走査媒体(8a1、8a2)面上を走査する。光束C,Dは、同様にレンズ5bを通過した後、それぞれに対応した光路折り曲げミラー(7b1、7b2)により、それぞれレンズ6b1、6b2に導かれ、レンズ5bと、レンズ6b1又は6b2との作用により被走査媒体上に光スポットとして集光して、被走査媒体(8b1,8b2)面上を走査する。本実施形態によるタンデム構成の画像形成装置では、このようにして4本の光束が4つの被走査媒体上を同時に走査する。また、それぞれの被走査媒体は、各々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応するものとする。従って、本実施形態による画像形成装置は、各色の画像を各被走査媒体上に形成し、最終的に1つの画像として重ね合わせ、カラー画像を形成する。
図32に最終的な画像(走査線)の重なり具合の模式図を示す。説明を明確にするため、副走査方向には各色の走査線を離して図示しているが、実際は重なり合うものである。以下において説明する本実施形態による補正を掛けない場合は、図32の(a)に示すように、各走査線の走査幅は、ばらつきや色ズレとして発生する。本実施形態による補正は、これを図32の(b)に示すように一つに重なった高品質な画像を得るためのものである。
また、走査線の走査幅が正確に合致していても、走査線上の任意の位置が所望の位置からズレてしまっている場合は、画像品質の劣化となる。これを防ぐためには、走査線の各位置(ドット)が正確に所望の位置にいる(うたれる)ことが必要である。つまり画像上の各位置での倍率誤差が補正されている必要がある。
従って、出力画像の各位置における倍率誤差は可能な限り無いようにすることが望ましく、そのために走査光学系は、倍率誤差と呼ばれる理想的な走査位置からのズレの評価値を小さくすることが必要となる。さらに、一般にリニアリティと呼ばれる倍率誤差を時間微分した評価値も小さくする必要がある。
倍率誤差もリニアリティも一般には±1%以下にすることが望ましい。より高画質化を望む場合は±0.5%以下である必要があり、印刷並の画質を望む場合は±0.1%以下である必要がある。
所定の時間をtとする場合、以下の式1を満足するよう構成することで、良好な画像を得ることができる。
(h(t)−h0(t))/h0(t)<0.01 …(式1)
h(t):時間tの間の任意の位置Aにおける走査長
h0(t):時間tの間の任意の位置Aにおける理想的走査長
リニアリティは上記式1の時間tを限りなく短くしたもの、つまり時間微分したものであり、以下の式で現される。
リニアリティ:(dh(t)−dh0(t))/dh0(t) …(式2)
一般に走査光学系は、ポリゴンミラー、走査レンズ等に対する走査光束の入射角度、反射角度が各走査位置によって異なるため、透過率、反射率にばらつきが生じ、被走査面上を走査する光束の照射光量が走査位置によって異なる。これは、図25の(a)に示すようなシェーディングと呼ばれる照射光量の像高間の差を発生させる要因となる。図25の(a)に示すような、走査位置による照射光量の差は、画像上の濃度のムラを引き起こし画像品質の劣化の要因になるため、高品位の画質を要求する場合は補正を行う必要がある。
図25の(a)に被走査面上を走査する光スポットの像高間の光量の比をグラフ化した図を示す。図25の(a)では、ピーク光量を1とし、その光量に対する比で各像高における走査光量が示されている。
発光点が複数あるマルチビーム光学系の場合、各走査光束が被走査媒体に向かう間に通過する光学素子における場所が異なることや、各走査光束の偏光方向が異なること等、その構成によって様々ではあるが、各像高の光量の比に関し、図25の(a)の実線と一点鎖線でしめすように像高が同じであっても光量に微妙に差が生じる場合がある。このように、同一像高における各走査線の走査光量に差があると、例えばカラー機にその光学系を用いる場合などでは、光量の差が顕著に画像に現れ、画質の劣化の要因になる。
そこで、各像高間での被走査面上での走査光量がほぼ等しくなるように補正をかける必要が生じる。この補正量としては、図25の(b)に示すように、実線を被走査面上の走査光量とすると、破線で示すように光量が下がっている所の光量が上がるように、光源の発光出力をコントロールすればよい。
図25の(b)において、もっとも低いところの光量をI(A)とし、もっとも高いところの光量をI(A+B)とするとき、補正量をΔとすると、以下の式3にを満たす関係が成り立つ。
Δ=I(A+B)/I(A) …(式3)
この式3を満たす補正量Δを発光出力にかけた値で光源を発光させることにより補正を施すことができる。
走査光量の各像高間における差は、基本的に走査光学系によって違いがあるが、同じ光学系の間(ユニット間)では大きな差はない。そのため、この像高間の走査光量の差をあらかじめデータとして保有しておき、その保有データ(シェーディングデータ)により補正を行うことができる。
例えば図14の(b)に示す光出力強度のピーク値と半導体レーザのバイアス電流とを制御する回路において、シェーディングデータは、各ラインの画素データに基づき、D/A1401の出力である演算データを図25の(b)の波線のように変更する。これにより、本実施形態の補正が行われる。
(光変調パルス例と露光エネルギー分布例)
以下、本発明の第1の実施形態による補正を行わない場合と行った場合との、光変調パルスと露光エネルギー分布との関係を図1から図4を用いて説明する。
図1において、(4)は本実施形態による補正を行わない場合の光変調パルス例である。また、半導体レーザ光をコリメートレンズにて平行光にした後、走査光学系を経て感光体面上で結像させる光学系においてビームプロファイルがガウス分布をしている場合の露光エネルギー分布を(2)に示す。一方、本実施形態による補正を行う場合では、光変調パルスは(3)のようなパターンになり、そのパターンで露光した場合の同一光学系による露光エネルギー分布は(1)のようになる。
図2は、図1と比較して、変調光パルス(4)の幅を狭くした場合の例であり、本実施形態による補正を行った場合の光変調パルス(3)のパターン、及び、この光変調パルス(3)のパターンで露光した場合の露光エネルギー分布(1)も示している。
また、本実施形態による補正を行わない場合の光変調パルスの幅(図1又は図2における(4))を順次変化させた場合の露光エネルギー分布の例(図1又は図2における(2))が図3であり、本実施形態による補正により変化させた光変調パルス(図1又は図2における(3))により露光した場合の露光エネルギー分布の例(図1又は図2における(1))が図4である。
図4に示す本実施形態による光変調パルスのパターンは、図2の(3)のような左右対称な細い第1の光パルス列と、パルス全体における中心にて光らせる第2のパルスと、の組み合わせより成り立っている。
ここで、露光エネルギー分布の幅を狭くする場合には、第1のパルスの間隔を狭くする。また、広くする場合には第1のパルスの間隔を広くし、且つ、第2のパルスにより露光エネルギー分布の中心での発光量の低下を抑制する。
以上からわかるように、本実施形態の光変調パルスにて露光することにより、約20%程度光ビーム径が細くなった場合に近い、急峻な露光エネルギー分布を得ることができる。また、このように補正することで、本実施形態では、感光体表面電位分布がビーム径をより細くした場合と同じような表面電位分布を得られることになるので、粒状性(S/N比)が改善された画像を得ることが可能となる。
また、本実施形態では、レーザビームの変調に関して、走査光学系を例に挙げて説明してきたが、レーザー光が照射される対象物が回転しているようなもの(例えば光ディスク等)に対しても、これは有効な方法である。
(パルス変調装置の構成例)
図5に、上記で説明したような光変調パルス列を生成するための変調データ(Modulation Data)を生成するパルス変調装置(Pulse-Modulation-Unit)500の構成例のブロック図を示す。
図5を参照すると、本構成例によるパルス変調装置500は、PLL(Phase-Locked-Loop)を構成するPhase-Detector501,Loop-Filter502,VCO503,8bit-Shift-Register505,1/8(分周回路)504と、画像データとClock信号とが入力されるフリップフロップ(FF)506と、画像データ及びVCO503から入力されたVCLK信号に基づいて変調データ(Modulation Data)を出力するLUT(Look-up-table)507と、を有して構成される。
図5において、Clock信号は、画像データを転送するクロックである。また、画像データは、8ビットのデータであり、LUT507にて変調パルス列に対応するデータに変換され、Load信号に応じて8bit-Shift-Register505にロードされる。一方、Phase-Detector501,Loop-Filter502,VCO503,1/8(分周回路)504によりClock信号の8倍の周波数のVCLK信号が生成され、このVCLK信号に従いLUT507において変調データ(Modulation Data)が生成され、出力される。
このようにして、図2の(3)の光変調パルスは、図6に示すような変調データにより生成され、また、図1の(3)の光変調パルスは、図7に示すような変調データにより生成される。
また、本実施形態において画像データをLUT507により変換する構成とすることで、レーザ走査光学系を変更した場合にもLUT507の内容を変更するだけで、同一回路にて図1又は図2に示すような光変調パルスを自由に選択することが可能となる。
本構成例では、上記のような構成にすることで、自由度の高い光変調パルスを生成することができ、また、本構成による光変調パルス生成により粒状性がよい画像を得ることができる。
(半導体レーザ制御装置の構成例)
図8は、図5に示されたPulse-Modulation-Unit500からの変調データに応じ、半導体レーザを制御・変調するための半導体レーザ制御装置(LD-Control-Unit)800の構成例を示している。
図8を参照すると、本構成例によるLD-Control-Unit800は、図5に示したPulse-Modulation-Unit500と、Pulse-Modulation-Unit500から出力されたModulation Dataが入力される制御回路802と、制御回路802から出力された制御電圧とPulse-Modulation-Unit500から出力されたModulation Dataとに基づいて変調信号を出力する変調信号発生回路803と、差動増幅器804と、LD駆動トランジスタ808と、半導体レーザ(LD)806と、受光素子(PD)807と、抵抗(RE)808と、可変抵抗(REXT)809と、コンデンサ(Hold-Capacitor)HC1及びHC2と、を有して構成される。
この構成において、例えば光出力P0の場合、XPD端子を介して検出された、半導体レーザ(LD)806の光を受光する受光素子(PD)807の出力電流により発生する電圧(REXT809を介して光起電流が電圧に変換される)とVCONT電圧との比較の結果に基づいて、制御回路802は光出力P0を制御する。また、この制御結果(電圧値)は、XCH端子に接続されているHold-CapacitorHC1によりホールドされる。
一方、光出力がP1の場合にも同様にして制御され、Hold-CapacitorHC2に制御結果がホールドされる。光出力の特性は、P1とP0との間の電圧に対して直線であることを仮定して(実際に、半導体レーザのI-L特性によりこの直線性は精度よく成立する)、多段階に変調されるものである。
Modulation DataをDn(VCLKの速度で変化するデータ)、半導体レーザ駆動電流をIn、Hold-CapacitorHC1,Hold-CapacitorHC2の電圧をV1,V2とし、また、P1=P0/2としたとき、以下の式4が成り立つ。
In ={(V0−V1)×Dn+V1}/RE …(式4)
ここで、(−1≦Dn≦1)となるように制御回路802と変調信号発生回路803とを設定する。
このように構成することで、Pulse-Modulation-Unit500からの出力される変調データ(Modulation Data)に従い、半導体レーザ(LD)の光変調パルスのパターンを生成することができ、図1及び図2における露光エネルギー分布を生成することが比較的容易に可能となる。これにより、本実施形態では、粒状性のよい画像を得ることができる。
(画素クロック生成回路の第1の構成例)
図5においては画素クロックの8倍になる周波数のVCLK信号を画素クロックから生成するパルス変調装置の構成例を説明したが、通常、画素クロック自身も基準クロックから生成されるものである。ここで、半導体レーザ806を光源とする場合、半導体レーザ806の発振波長跳びや、複数の発光部の発振波長の差により、走査光学系の持つ色収差(いわゆる倍率の色収差)による露光(走査)位置ずれが発生するため、画素クロックを微調できる画素クロック生成回路が要求される。
例えば、1走査の画素数を14000、画素クロック周波数を60MHz、走査両端での画素位置精度を1/4画素幅にするとき、単一PLLでこの周波数設定を可能とするには、60MHz÷(14000×4)=1.07kHzとなり、約1kHzの基準クロックでPLLを制御しなければならない。この結果、1kHz毎でなければPLLの位相変動量を検出することができなくなり、PLLとしての制御帯域幅が低下する。さらに外乱等に弱くなり、画素位置精度を向上させる為にはPLLを構成するVCO503の安定性に対する要求が非常に高くなってしまう。これを避けるために、2重のPLLを用いる方法等も考えられるが、このような回路を別途設けた場合、PLL回路のジッタが2重に蓄積されることとなり、結果としてジッタの拡大を引き起こす。また、コスト的にも割高となってしまう。
この問題点を解決すると同時にVCLK信号生成と画素クロック生成とを実現した画素クロック生成回路900―1の構成例を図9の(a)に示す。
図9の(a)を参照すると、本実施形態による画素クロック生成回路900―1は、位相周波数比較回路901とLoop-Filter902とVCO903とProgrammable-Counter904とLoad-Pulse-Generator905と1/8分周回路906及び907とRegister908とBuffer909とを有して構成される。
本構成において、VCLK信号をProgrammable-Counter904によりN分周した結果と基準クロックとを比較する位相周波数比較回路901と、位相周波数比較回路901の結果をフィルターするLoop-Filter902と、Loop-Filter902の出力電圧に基づいて発進周波数が変化するVCO903とからなるPLLによってVCLK信号が生成される。また、Programmable-Counter904の分周比Nは外部から分周比設定により設定される。
本構成例では、このようにしてVCLK信号を生成し、VCLK信号と位相同期パルスとにより1/8分周回路906にデータ'0'をロードすることにより、位相同期パルスに位相同期した画素クロックを、VCLK信号の1/8の周波数で生成する。本構成例では、また、同様のタイミングであらかじめ設定された位相Dataをロードして、画素クロックとの位相差を持った内部クロックを生成する1/8分周回路908を有している。
図9の(a)における1/8分周回路907は、画素クロックが遅い場合には必要ない。また、画像データを転送するまでの時間遅れが問題とならなければ必要とはならない。しかしながら、画素クロックの周波数が高い場合には、出力に同期させた外部からの画像データを取り込むとき、画素クロック出力から画像データ入力までの遅延時間が問題となり、正しくデータを取り込むことができなくなる場合が存在する。このような場合には、本構成例のようにあらかじめ設定された位相データに基づいて、画像データ取り込みクロックの位相を、出力画素クロックに対し可変にしておくことで回避するよう構成する。
さらに、本構成例では、Phase-Set信号により1/8分周回路906,907のカウント(分周)をEnable/Disableできるように構成している。これは、本構成例では、Phase-Set信号の立上りエッジをVCLK信号で捉え、VCLK信号の1クロックサイクル分カウント(分周)動作を停止させる構成となっているためである。このように構成することで、画素クロック及び内部クロックの位相を1/8クロック刻みで遅らせることが可能となる。
このように、1/8クロックサイクルの位相遅れ量を、1走査期間中に決められた間隔又は決められた間隔に近い間隔で実行することにより、1走査期間での画素クロックの周波数を等価的に微調できる。これは、PLLにて設定可能な周波数可変ステップをより細かく設定できることと等価である。
(画素クロック生成回路の第2の構成例)
また、画素クロックの周波数の微調において、1/8クロック早める場合は、画素クロック生成回路を図9の(b)のように構成し、分周回路910に'0'でなく'1'をロードして、分周数を8から7とすることにより、1/8クロック分短くすることで解決することが可能である。
図9の(b)に示す画素クロック生成回路900―2の第2の構成例は、図9の(a)で示す画素クロック生成回路900―1と比較して、1/8分周回路906,907がそれぞれ分周回路910,911と置き換えられ、新たにRegister912が設けられている。また、このRegister912には、外部よりロードデータ設定が行われ、設定された内容に基づくLoad Dataが分周回路910に入力されて、分周回路910において分周数が決定される。
このとき、Register912から'7'が出力されたときは'8'が出力された場合よりも短くなり、'9'が出力された場合は'8'が出力された場合よりも延びることになる。
上記と別の方法としては、もともとの画素クロックを縮めて短めに設定しておき、少しずつ1走査期間中の決められた間隔又は決められた間隔に近い間隔で、画素クロック及び内部クロックの位相を1/8クロック刻みで遅らせることで、微調をおこない所望の画像を得る方法も存在する。
ここで、光源部である半導体レーザ(LD)の発光部が、複数の発光部から構成されるマルチビーム光学系の場合、各発光部の発信波長が異なると、被走査面を走査結像させるための走査光学系の持つ色収差により、各発光部による走査光の走査幅に差が生じ、走査線毎による画像位置ズレやハイライト部における濃度ムラを引き起こし、画像劣化の要因となる。
本構成例では、この走査幅の差を上記の位相シフトを用いることにより補正をかけることができ、所望の狙いの書込位置に書き込むことができるようになる。これは、走査幅が延びてしまう発光部に対しては、短くなるようにシフトさせ、走査幅が縮んでしまう発光部に対しては、長くなるようにシフトさせることで実現される。一方、あらかじめ元々の画像クロックを縮めて短めに設定してある場合は、走査幅が延びてしまう発光部と走査幅が縮んでしまう発光部とでそれぞれシフト量を変えることにより対応することが可能である。
(第1及び第2の構成例による画素クロック生成回路のまとめ)
市場からの、高品質化への要求は年々高くなっており、走査光学系の高密度化,高精度化への要求仕様も厳しくなっている。しかしながら従来の方法では、走査光学系の性能を上げるために、構成要素の枚数を増やしたり、特殊な硝材を使用したり、構成要素の面形状に特殊面を導入したりする必要が生じるため、コスト面的に割高になり、更に、加工面でも高度な加工成形技術が要求されるというような課題を持つことになる。
これに対し、本実施形態では、光学系設計時の要求性能の1つである走査等速性に関してはある程度の劣化を許容し、その他の性能を向上させるよう構成されているため、構成要素の枚数を増やしたり特殊硝材を使用したり、構成要素の面形状に特殊面を導入することなく、高密度化、高精度化された光学系を安価且つ容易に製造することができる。即ち、上記に示す位相シフトを用いることにより、走査等速性に±10%程まで補正をかけることができるため光学系設計上有利になり、それに伴いコスト面及び光学素子の加工面でも有利になる。
また、半導体レーザアレイを傾けた場合、上記において図24の(b)を用いて説明したように、主走査方向において発光点位置が間隔dズレてしまい、それにより各発光点から射出した光束の被走査面上での走査開始位置もズレてしまう。その場合、被走査面上では主走査方向の光学系全系の倍率が掛けられた量だけズレる。
これを図30を用いてより詳細に説明する。図30は、主走査断面における、複数の発光点の間隔と被走査面上での複数の光スポットの間隔との関係を示すものである。図30を参照すると、間隔dで射出された光束は、カップリングレンズと結像レンズ焦点距離の比による倍率関係により、被走査面上を間隔d'で走査する。即ち、走査光束は、結像レンズによる集光作用により光スポットとして被走査面上を走査する。このとき、上記により各光スポットは主走査方向に間隔d'ズレて走査する。ここで、主走査方向の光学系全系の倍率をβmとすると、以下の式5の関係が成り立つ。
|d'|=|βm・d| …(式5)
一方、傾けない場合でも、半導体レーザアレイの製造時の加工誤差により生じる発光点の位置ズレにより、上記と同様に被走査面上での走査位置がズレてしまう。また、半導体レーザアレイを傾けた場合と同様に、複数の半導体レーザにより光源部を構成する場合も、主走査方向において発光点位置がズレた構成となっているため、各発光点から射出した光束の被走査面上での走査開始位置もズレてしまう。
この主走査方向の走査開始位置のズレは、半導体レーザアレイを傾けた場合と同様に、最終的な画像品質の劣化の要因になってしまうため、走査開始位置の補正を行う必要がある。
上記の発光点の位置のズレを言い換えると、偏向走査平面(主走査平面)と直交する軸に対する半導体レーザの各発光点の相対的位置が異なる場合となる。このような状態の場合、つまり変更走査平面と直交する軸上に各発光点の相対位置がない場合に、被走査面上の光スポットの走査開始位置は主走査方向においてズレた位置になり、書込端部がガタガタした画像になってしまう。
この現象を図28を用いて説明する。図28は、被走査面上での光スポットの走査する動作を模式的に示すものである。
図28を参照すると、半導体レーザアレイを傾けることにより光スポットは間隔d'で被走査面上を走査する。この動作において、画像領域前に配置されている同期検知光学系(走査光検出手段)からの検出信号に基づき、所定のタイミングの後、画像変調信号に応じ半導体レーザアレイから光を発振し、被走査面上に静電潜像を形成する。半導体レーザアレイはこのとき、同期検知光学系を最初に横切った光束を基準に他の発光点の発振のタイミングも取る。そのため、このままでは画像領域において各発光点による光スポットの書込開始位置がずれてしまい、画像劣化の要因となる。
そこで、上記に記載した本実施形態による画素クロック生成回路を用いることで、一番最後に画像領域を書き込む光束が画像領域に到達するタイミングに画像情報の書込を開始するように位相をシフトして遅らせることが可能となり、被走査面上に形成される静電潜像の開始位置を合わせることができる。ここで、間隔d'がN/8クロックの長さとすると、図28に示すような発光点を4つ持つ半導体レーザアレイの場合、一番先行している走査光に対する制御信号が、(3×N)/8クロックシフトすれば一番最後の走査光と合わせることができる。同様に、2番目は(2×N)/8クロック、3番目はN/8クロックシフトさせればよい。
上記例では一番最後の走査光を基準にしたが、本実施形態ではこれに限定されず、どこを基準にしてもよい。但し、その場合、任意に短くなるようにシフトしたり、長くなるようにシフトさせる。
以上のようにして、半導体レーザアレイを傾けた場合でも、画像の書き出し端部をあわせることが可能となる。
また、一般的に、実際的にPLLの周波数可変ステップを細かく設定しようとする場合は、例えば図9の(a)又は(b)におけるProgrammable-Counter905の分周設定範囲を広く取り、かつ、基準クロックを低くする又はVCLK信号を高くすることでも可能ではあるが、基準クロックを低くすることは、VCLK信号の周波数変動が基準クロックサイクルでしか検出することができなくなり、VCO903の発振周波数安定化が大きな技術課題になる。
例えば、1走査の画素数を14000、画素クロック周波数を60MHz、走査両端での画素位置精度を1/4画素幅にするとき、単一PLLでこの周波数設定を可能とするには、(60MHz÷(14000×4)=1.07kHz)となり、約1kHzの基準クロックでPLLを制御しなければならない。この結果、1kHz毎にしかPLLの位相変動量を検出できなくなり、PLLとしての制御帯域幅が低下する。さらに外乱等に弱くなり、画素位置精度を向上させる為にはPLLを構成するVCOの安定性に対する要求が非常に高くなってしまう。これを避ける為に、2重のPLLによる方法等もあるが、このような回路を別途持つことにより、PLL回路のジッタが2重に蓄積されることとなり、ジッタの拡大を引き起こす。また、コスト的にも割高となってしまう。一方、VCLK信号を高くすることは、VCOからの発振周波数を高くしなければならず、これも技術的課題となる。
これに対して、本実施形態によれば、VCOの発振周波数を高くできればそれを上回ったステップで、また、VCOを安定化できればそれを上回るステップで、周波数設定が可能となる。また、Phase-Set信号による位相遅れを生成する1/8クロックサイクルの間、半導体レーザを発光しないようにしておくことにより、露光エネルギー量の不連続性を解消することも可能となる。また、Phase-Set信号を半導体レーザが発光しないときに設定するよう構成することも可能である。また、走査毎に少しずらした位置で設定するよう構成することも可能である。また、ページの最初のラインのみで設定するよう構成することも可能である。さらに、装置の電源が投入されている間、あらかじめ装置において定められた(又は、任意の)時間間隔で設定するよう構成することも可能である。この場合、時間間隔は装置の内部時計を内蔵して計測してもよいし、時間カウンタ等の方法により計測してもよい。
このようなタイミングで位相遅れ量を変化させることにより、本実施形態では、出力画像に影響なく画素クロック位相を変更できる。また、Phase-Set信号を走査の開始タイミングにおいて走査毎に一定刻みで増加又は減少するように(例えば、1/8→2/8→3/8→4/8→5/8→6/8→7/8→0)変化させることで、1/8クロックサイクル毎に各画素の位置を制御することができる。
以上の構成により、画像出力のスクリーン角を微調することで高画質画像を得ることができる。また、その位相変更回路の設定のタイミングを任意に変更できるよう構成することで、様々な場合に対応できるようになる。
(画素クロック生成回路の第3の構成例)
次に、本実施形態による画素クロック生成回路の第3の構成例を図10の(a)を用いて説明する。
図10の(a)を参照すると、本構成例による画素クロック生成回路1000−1は、N-Counter1010を内部に持ち、Nカウント毎にPhase-Set信号を自動的に生成し、1/8画素クロック分、位相を遅らせるように構成されている。
本構成例の場合には、1/8クロックの時間、光変調パルスを出力しないようにしている。このように構成した場合でも、図1に示す露光エネルギー分布(1)が不連続になることはない。これは、半導体レーザ(PD)のビーム径に対し充分短い時間のみ光を消すよう構成しているためである。また、光を消すタイミングが画素の区切りであることも、上記効果に寄与している。尚、N-Counter1010のカウント値Nは、シリアルデータにより外部から設定可能となっている。このようにすることで、PLLにより設定できない刻みの周波数をシリアルデータにより設定できるようになるので、等価的に周波数刻みを細かく設定できるようになる。
(画素クロック生成回路の第4の構成例)
また、ポリゴンスキャナ等の偏向器が偏向反射面の回転軸(中心)からの距離に対してばらつき(内接円半径のばらつき)を有している場合、被走査面上を走査する光スポット(走査ビーム)の走査幅のばらつきを発生させる要因となる。
走査時の動作では、同期光を検出後、所定のタイミングで書込信号が発せられて半導体レーザが発光を開始し、これを読み取ることで、個々の発光源に対し1走査分ずつのデータが送られる。この動作の繰り返しにより被走査媒体上に潜像として画像が形成させる。このとき、ポリゴンスキャナ等の偏向器における上記要因により、各走査線の走査長のムラ(ばらつき)が現れ、書込倍率誤差と同様に主に画像端部で目立ち、書込終了端のばらつきが画像端部の揺らぎとして現れる。
この走査幅のばらつきも上記画素クロック及び内部クロックの位相をシフトさせることにより補正する(書込端部をあわせる)ことが可能である。但し、偏向器を要因とする走査幅のばらつきは、偏向反射面が変わることにより発生し、また、偏向反射面の周期にあわせて周期的に発生する。よって、偏向反射面のどの面で偏向走査しているか判別する必要か生じる。
その方法の一例としては、偏向器の上面にマーキングを行い、そのマークを読み取る毎に1回転したことが認識されるよう構成する。更に、各走査の開始前に同期検知系により入力信号を得るように構成する。この2種類の情報により今どの面で走査しているかを判定することが可能となる。
これを図29を用いて説明すると、偏向器からのマーク検出信号により1/nCounter2901がリセットされる。リセット後、再び同期パルスのカウントが開始され、1,2,3…,n面がカウントされ、再び偏向器からのマーク検出信号によりリセットされる。この繰り返しにより偏向器の何面で偏向走査しているかを判別可能となる。
図29に示す動作により、いずれの面を偏向走査しているかを判別した後に画素クロックを生成する画素クロック生成回路の第4の構成例を図10の(b)に示す。図10の(b)は、本構成例による画素クロック生成回路1000―2を示す回路図である。
図10の(b)を参照すると、本構成例による画素クロック生成回路1000―2は、図10の(a)において説明した画素クロック生成回路1000―1に対して、カウント値設定回路1011とLine-Counter1012とを新たに設けている。
また、偏向反射面により走査幅が伸び縮みするため、各面に対する情報をライン情報として外部のメモリ等に格納しておく。次に、カウント値設定回路1011は、Line-Counter1012から出力される偏向器のどの面を用いて被走査面を走査するかの識別信号に従い、外部よりライン情報をロードし、その情報に基づき画素クロック及び内部クロックの位相をどの様にシフトさせるかを決定する。識別された偏向器の反射面数はLine-Counter1012において図29に示す動作により判別される。また、カウント値設定回路1011は、Line-Counter1012からのデータ(識別情報)に基づきライン情報をロードし、カウント値を設定する。N-Counter1010は、カウント値設定回路1011から出力されたカウント値に基づきPhase-Set信号を生成し、後段において生成される信号の位相をシフトさせる。なお、上記動作は光源数に限らず同様であり、光源数が1つでも複数の光源から構成される場合でも同様の効果を奏する。
(第3又は第4の構成例による画素クロック生成回路の各信号)
図11は、図10の(a)又は(b)に示す画素クロック生成回路1000―1又は1000―2が画素クロックに対して内部クロックの位相を位相Dataに応じて制御するための各信号を示すタイミングチャートである。図11において、上から、VCLK信号、同期パルス、Reset信号、画素クロック、画像データ、Reset2信号、内部クロックとなっている。また、図11では、Phase-Set信号が'L'のときのみ動作するものとなっている。このように構成することで、Phase-Set信号が'L'のときには常に同期パルスが有効となり、内部クロックと画像データとの位相関係がコントロールされる。一方、例えばPhase-Set信号を電源投入の最初のタイミングのみ'L'とすることにより、初期設定された位相差を維持することもできる。
(変調データ例)
図12には、図5の場合と対比して、LUT507から出力されるModulation Data(変調データ)のビット数を低減した場合の例を示す図である。本例では、1画素の中心を基準に左右独立なパルスを選択できるようになっている。また、このデータを用いる場合、図5に示す構成における8bit-Shift-Register505ではなく、図13に示すような、VCLK信号を8分周するときの8位相のパルスを選択する選択テーブルを設定することにより、任意の位置にパルスを生成することが可能となる。
このように構成することで、図5に示す構成においてLUTの回路規模を縮小することが可能となる。このため、低コストにて図2及び図4のような光変調パルスを得る場合には、有効な手段として用いることが可能となる。
(半導体レーザ出力制御回路の第1の構成例)
図14の(a)は、光出力強度のピーク値と半導体レーザのバイアス電流とを制御する構成において、カソードがコモンとなっている半導体レーザを駆動する半導体レーザ出力制御回路の第1の構成例を示す図である。
図14の(a)中、Error-AmpA1により半導体レーザの光出力を受光素子(PD)1407で検出し、検出された結果を電圧変換して、Refference Voltageと比較し、制御値をHold-CapacitorHC3に保持する制御を行っている。本構成例では、電源電圧VCCが80mVとなるようにRE1408の端子電圧を、Error-AmpA2により制御する。また、この制御結果をHold-CapacitorHC4にて保持する。
尚、Error-AmpA1の制御は、半導体レーザ(LD)1406を発光させるLDON信号がアクティブとなってから一定時間遅れたタイミングにより行う。また、Error-AmpA2は、半導体レーザ1406を消灯したときのバイアス電流が一定値となるように、LDON信号が非アクティブとなったときから一定時間遅れて制御する。
このように、LDON信号から一定時間遅れて制御を開始するようにすることにより、半導体レーザ1406から出力された光による受光素子1407の受光電流、受光電流を変換して得れる電圧、及び、Error-AmpA1への信号の伝送における遅れ時間による誤差が発生しないようにしている。
また、バイアス電流の制御タイミングにおいても同様である。更に、半導体レーザ1406をバイポーラトランジスタ(LD駆動トランジスタ)1405のエミッタに接続することにより、バイポーラトランジスタ1405のベース電圧を可能な限り遅れないように半導体レーザ1406へ伝える構成となっている。
このように、本構成例では、半導体レーザ1406の端子間電圧を所定電圧にすることで、所定の光出力を得る構成をとっている。このように構成することで、半導体レーザを高速に変調することが可能となる。
(半導体レーザ出力制御回路の第2の構成例)
また、図14の(b)に本実施形態による半導体レーザ出力制御回路の第2の構成例の回路図を示す。本構成例は、上述においても説明したように、半導体レーザの光出力強度を制御するにあたり、シェーディング補正も行うよう構成したものである。
従って、本構成例による半導体レーザ出力制御回路には、図14の(a)と比較して、D/A1401が新たに設けられており、これにシェーディング補正を行うためのデータ(シェーディングデータ)が入力され、このシェーディングデータをアナログに変換した値が、Hold-CapaciterHD3に保持されている制御値に対して加算器1402において加算されるように構成されている。
これにより、LD1406を制御する電圧が、シェーディングデータによる補正を反映した値となる。
(半導体レーザ出力制御回路の第3の構成例)
図15は、アノードコモンの半導体レーザを使用した場合の構成例である。本構成例では図14と比較して、半導体レーザをトランジスタのコレクタに接続している。このように構成することで、図14の(a)に示すカソードコモンの半導体レーザと概ね同様な回路で実現することが可能となる。この結果、アノードコモンの半導体レーザとカソードコモンの半導体レーザとを、同一ICで使用可能にできる。
(制御タイミング生成回路の第1の構成例)
また、本実施形態において半導体レーザを制御するタイミングを生成する制御タイミング生成回路の第1の構成例を、図16の回路図を用いて説明する。
図16を参照すると、本構成例による制御タイミング生成回路は、半導体レーザを制御するタイミングを生成するために、LDON信号が'H'のときコンデンサC1を急速充電し、LDON信号が'L'のときコンデンサC1の容量を一定電流で放電させている。これにより、本構成例では、細いパルス列がきたときには制御しなくなるようにしている。
従って、このように構成することにより、単純な遅延回路+論理回路構成に比較し、狭いパルス列については制御値をホールドすることが可能となり、制御精度を向上させることが可能となる。
(制御タイミング生成回路の第2の構成例)
また、図14又は図15で示したような半導体レーザの接続を実施した場合、半導体レーザの光を検出する受光素子の端子電圧が、アノードコモンの場合にはGNDを基準に変化し、カソードコモンの場合にはVCCを基準に変化している。ここでは、このような性質を利用して、受光素子の端子電圧がVCC/2以下の場合にはアノードコモンの半導体レーザが接続され、そうでない場合にはカソードコモンの半導体レーザが接続されるよう構成した場合の制御タイミング生成回路の第2の構成例を図17に示す。
図17に示すような回路構成とすることにより、本構成例では、アノードコモン半導体レーザであるかカソードコモン半導体レーザであるかを自動的に判別して、図14又は図15に従った制御方向に変えることが可能な制御タイミング生成回路が実現される。これにより、アノードコモン半導体レーザとカソードコモン半導体レーザとの両方に対し同一回路(IC)を使用することが可能となる。
(各機能を1チップIC化した第1の構成例)
図18は、以上の説明において記載してきた事柄をまとめ、本実施形態において提供するパルス変調装置,半導体レーザ制御装置,画素クロック生成回路,半導体レーザ出力制御回路,制御タイミング生成回路を1チップICとして実現した場合の構成例を示す図である。
また、本構成例では、画素クロック周波数が同一の周波数に対して、同期信号を2種類設けることにより、アノードコモンの半導体レーザとカソードコモンの半導体レーザとを独立に制御することが可能となる。また、本構成例では、半導体レーザを制御変調する回路部を2チャンネル有している。
図18中、Voltage-Reference1801は、本IC全体の基準電源供給回路であり、その他の回路ブロックへ基準電源を供給する。
また、図18では、Phase-Detector1802,VCO1803,Clock-Driver1804,12BIT-Programmable-Counter1805によりPLLが構成されている。ここで、Counter-Register(12BIT)1806に設定された12ビットのデータのうち、下位1ビットがClock-Driver1804の出力クロック(VCLK)信号の位相をπ遅らせるように設定し、上位11ビットが12BIT-Programmable-Counter1805の分周比を設定している。
このような構成により、VCO1803から出力されるCLK信号の周波数は、F-REF×N/2(N:12BITデータ)となる。
AResetPulse-Generator1808は、IDETP1に同期して、Areset及びCLK信号の正転/反転のいずれかが選択されたACLK信号を出力する。同様に、BResetPulse-Generator1809は、IDETP2に同期してBReset及びCLK信号の正転/反転のいずれかが選択されたBCLK信号を出力する。ADivider-Drive1810又はBDivider-Driver1811は、ACLK信号及びAReset、又は、BCLK信号及びBResetに従い4分周され、ADETP又はBDETPに同期した画素クロック(APCLK信号又はBPCLK信号)をそれぞれ出力する。
また、図18に示したICチップ構成では、図23に示されたようなタイミングチャートにおいて、ADPhase,BDPhaseの立上りエッジに従い、画素クロックを1/8位相遅延させることができる。この結果、ライン走査毎に画素クロックの開始位置を1/8クロックサイクル毎に遅延制御することができる。
また、1ラインの走査期間中、M回立上りエッジを与えることにより、画素クロック周波数を(FCLK×N/(N+M/8))に等価的に変更することができる。更に、図23のタイミングチャートに示されたように、ALDMASK信号,BLDMASK信号を生成することにより、画素クロックを1/8クロックサイクル遅延させて、この期間、半導体レーザを強制的にOFFにするように構成することで、画像濃度が急激に変化しないようにしている。
このように構成した場合には、自動的に半導体レーザを消灯させるようにしているが、あらかじめ画像データから1/8濃度減らしておいた場合、強制的に消灯させる必要はない。このように画像データからあらかじめ1/8減らしておく場合には、MaskEN信号をHighにすることにより、LDMASK信号を無効化することが可能となる。
(各機能を1チップIC化した第2の構成例)
あらかじめ決められた規則に従って光変調パルスを生成するよう構成した1チップIC化された回路の構成例を、図19に第2の構成例として示す。
(プログラムコードにより各機能を実現する場合の第1の構成例)
また、シリアルインターフェース2001によりCode-Area-Program-Counter2005にプログラムコードを書き込むことにより、画像データの有効書込み期間、電子写真プロセス制御のための濃度パターン生成、孤立点ドットの検出、及びそれに応じた画像データ変換処理を実施するユニットを構成して、上記記載事項を実現することも可能である。このように構成した例を図20に示す。尚、図20中、ALU2003は、Clock-Generator2006の出力クロック(画素クロックの8倍)にて動作を実行している。また、プログラムコードは各同期信号毎に所定のプログラムカウント値になるように設定されている。
以上のように、転送されてきた画像データを出力する場合の処理を施すALU2003は、最終結果をLD-Controller2007に入力し、LD-Controller2007はこのデータに従い、半導体レーザを変調する。なお、図20中、速度変換RAM2002は、本ICへ転送されるクロックと書込みクロックとの速度差を吸収するためのバッファーメモリとしての機能を果たす。
(プログラムコードにより各機能を実現する場合の第2の構成例)
更に、図21では、ALU2103が演算結果をShift-Register2109に、1画素分の光変調パターンに相当するデータパターンをClock-Generator2106の8クロックサイクルに、1回書き込み、Shift-Register2109がClock-Generator2106のクロックに従い、LD-Controller2107へ変調データを入力する構成として実現した例である。
以上、説明したように、本実施形態によれば、画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことにより画素クロックの位相をシフトさせることにより画像の走査幅の補正を実現することができ、また、光学系の設計難易度を低減することができ、また、特殊形状面を使用することなく光学系を構成することによる加工難易度を低減することができ、また、高価な光学材料を使うことなく光学系を構成することによる低コスト化を行うことができる。更に、マルチビーム光学系において、複数の発光源を組み合わせた場合の各半導体レーザに発振波長に差がある場合や、半導体レーザアレイの各発光点の発振波長に差がある場合や、半導体レーザアレイを複数組み合わせる場合に、走査レンズの色収差が補正されていない場合に発生する露光位置ズレによる走査幅の差を、画素クロックの位相をシフトさせることにより補正することができる。
また、本実施形態によれば、画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことにより画素クロックの位相をシフトさせることにより画像の走査幅の補正を実現することができ、また、光学系の設計難易度を低減することができ、また、特殊形状面を使用することなく光学系を構成することによる加工難易度を低減することができ、また、高価な光学材料を使うことなく光学系を構成することによる低コスト化を行うことができる。更に、半導体レーザアレイのチップの加工上の誤差により発光点の位置がずれることや、複数の半導体レーザを組み合わせてマルチビーム光学系を構成するときの組み付け誤差により生じる発光点の位置ズレや、半導体レーザアレイを複数組み合わせて光源ユニットを構成する場合に発生する、被走査面上の走査開始位置のずれによる走査幅の差を、画素クロックの位相をシフトさせることにより補正し、書込開始位置(及び終端)をあわせ、高品位な画像を得ることができる。
また本実施形態によれば、画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことにより画素クロックの位相をシフトさせることにより画像の走査幅の補正を実現することができ、また、光学系の設計難易度を低減することができ、また、特殊形状面を使用することなく光学系を構成することによる加工難易度を低減することができ、また、高価な光学材料を使うことなく光学系を構成することによる低コスト化を行うことができる。更に、ポリゴンスキャナ等の偏向器を要因として現れる画像端部の揺らぎを、画素クロックの位相をシフトさせることにより補正し、書込終了位置をあわせ、高品位な画像を得ることができる。また、半導体レーザを光源とする光学系において、ポリゴンスキャナ等の偏向器を要因として発生する走査長のばらつき(各走査線の光走査幅の差)、及びそれに伴う画像端部に現れる画像の揺らぎ、を補正可能な半導体レーザ制御ICを提供できる。
また、本実施形態によれば、画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことにより画素クロックの位相をシフトさせることにより画像の走査幅の補正を実現することができ、また、光学系の設計難易度を低減することができ、また、特殊形状面を使用することなく光学系を構成することによる加工難易度を低減することができ、また、高価な光学材料を使うことなく光学系を構成することによる低コスト化を行うことができる。更に、タンデム構成の画像形成装置において、各被走査媒体上の潜像の倍率を合わせることにより、重ね合わせて画像を形成したときの走査幅の差による色ズレによる画像劣化を防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことにより画素クロックの位相をシフトさせることにより画像の走査幅の補正を実現することができ、また、光学系の設計難易度を低減することができ、また、特殊形状面を使用することなく光学系を構成することによる加工難易度を低減することができ、また、高価な光学材料を使うことなく光学系を構成することによる低コスト化を行うことができる。更に、被走査媒体上の画像の各画像位置(各像高)における位置誤差の低減を図り、画像上のどこの位置でも狙いの位置に画像が形成されてた高品質な画像形成を達成することができる。
更に、本実施形態によれば、画像信号に基づいた半導体レーザの変調光により被走査媒体上を走査し画像を形成する画像形成装置に関し、低廉・小型な構成で画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことができる。更に、マルチビーム光学系により光源部を構成する画像形成装置において、出力画像(画素)クロックと内部クロックとの位相差を設定できるよう担っているため、本ICに接続される画像データ転送回路ブロックとの画像データ転送遅延時間を適正にするよう設定できるので、高速な画像(画素)クロック生成と同時に半導体レーザを制御するICを提供できる。
更に、本実施形態によれば、画像信号に基づいた半導体レーザの変調光により被走査媒体上を走査し画像を形成する画像形成装置に関し、低廉・小型な構成で画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことができる。更に、高周波クロックの周波数の設定自由度が向上し、画像(画素)クロックを書込み位置に同期でき、本発明により高速な画像(画素)クロック生成と同時に半導体レーザを制御するICを提供できる。
更に、本実施形態によれば、画像信号に基づいた半導体レーザの変調光により被走査媒体上を走査し画像を形成する画像形成装置に関し、低廉・小型な構成で画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことができる。更に、高周波クロックの周波数の設定自由度が向上し、さらに画像データから最適な露光エネルギ分布が得られる高速な光変調パターンが生成でき、本発明により高速な画像(画素)クロック生成と同時に半導体レーザを制御するICを提供できる。
更に、本実施形態によれば、画像信号に基づいた半導体レーザの変調光により被走査媒体上を走査し画像を形成する画像形成装置に関し、低廉・小型な構成で画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことができる。更に、高速化を実現でき、さらに複数の発光点の書出し位置を微調整でき、本発明により高速な画像(画素)クロック生成と同時に半導体レーザを制御するICを提供できる。
更に、本実施形態によれば、画像信号に基づいた半導体レーザの変調光により被走査媒体上を走査し画像を形成する画像形成装置に関し、低廉・小型な構成で画像形成クロック及び画像形成タイミング・半導体レーザ変調制御を行うことができる。更に、半導体レーザ変調回路を別の場所に設置できるため、光源部周りのレイアウトを行いやすくなり、本発明により高速な画像(画素)クロック生成と同時に半導体レーザを制御するICを提供できる。
更に、本実施形態によれば、伝達速度の早い回路部分を一体化するため高速化を実現でき、本発明により高速な画像(画素)クロック生成と同時に半導体レーザを制御するICを提供でき、また、画像書込みクロックの生成と同時に半導体レーザの制御を効率的に1チップ内に収め、小型,高速,低コスト化を実現することができる。