JP2013193251A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電潜像を形成するための光ビームの光量についてＡＰＣを実行する際に、光ビームを照射する光源の駆動電流の基になり、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号にリップルが発生しても、それによる画質の低下を抑制する。
【解決手段】パルス生成部１１は光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量を示す周期性のパルス信号Ｓ１を生成する。第１の照射制御部１７は感光体ドラムに描画された主走査ラインが有効画像として扱われる有効画像期間において、予め設定された値以下の周波数のパルス信号Ｓ１をパルス生成部１１に生成させる。第２の照射制御部１８は光ビームＬＢの光量を自動制御するＡＰＣ期間において、予め設定された値より高い周波数のパルス信号Ｓ１をパルス生成部１１に生成させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、静電潜像を形成するための光ビームを照射する光源において、光源から照射される光ビームの光量を自動制御(ＡＰＣ：Automatic Power Control)する技術に関する。

電子写真方式による画像の形成は、画像データで示される画像の静電潜像を感光体ドラムに形成する工程、その静電潜像にトナーを供給してトナー画像を形成する工程、トナー画像を用紙に転写する工程、及び、用紙に転写されたトナー画像を用紙に定着する工程を含む。

静電潜像を形成する工程では、光源を発光制御することにより光源から照射された光ビームを、ポリゴンミラーで偏向して、回転する感光体ドラムに主走査ラインを描画することを繰り返して、感光体ドラムに静電潜像を形成する。

光源の駆動電流の大きさを固定にして主走査ラインを感光体ドラムに描画すると、感光体ドラムに照射された光ビームの光量(言い換えれば、強度)は、感光体ドラム上の位置に応じて異なる。この原因として、感光体ドラムとポリゴンミラーとの距離が、感光体ドラムの中央部と両端部とで異なること(ポリゴンミラーと感光体ドラムの中央部との距離は、ポリゴンミラーと感光体ドラムの両端部との距離より短い)や、ポリゴンミラーと感光体ドラムとの間に配置された集光レンズの光学特性等が挙げられる。

感光体ドラムに照射された光ビームの光量が、感光体ドラム上の位置に応じて異なると、画像の濃度にムラが生じる。

そこで、感光体ドラムに照射された光ビームの光量が、感光体ドラム上で一定になるように、主走査中に光源の駆動電流の大きさを調整している。例えば、光源に照射させる光ビームの光量を示すＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を生成し、このＰＷＭ信号を平滑して、光源に照射させる光ビームの光量に対応する大きさのアナログ信号を生成し、このアナログ信号を基にして光源の駆動電流の大きさを調整する技術が提案されている(例えば、特許文献１、特許文献２参照)。

特開２００５−２６２５０９号公報 特開２００９−２６２３４４号公報

光源から照射される光ビームの光量は、その光ビームを受光した受光部が出力した信号を基にして、自動制御(ＡＰＣ)される。光源として用いられるレーザーダイオードは、半導体レーザーであり、同じ駆動電流でも温度に応じて光源から照射される光ビームの光量が異なるからである。

ＰＷＭ信号を平滑してアナログ信号を生成すると、ＰＷＭ信号の周期に対応して、アナログ信号にリップルが発生する。ＡＰＣが実行される期間中に、そのリップルが原因で光源が照射する光ビームの光量が変動することにより、ＡＰＣを正確に実行できず、その結果、画像の濃度にムラが発生する可能性がある。

ＰＷＭ信号を平滑する回路がＣＲフィルターからなるローパスフィルターの場合、ＣＲフィルターの時定数を大きくすれば、アナログ信号にリップルが発生することを防止できる。しかし、時定数を大きくすれば、ＣＲフィルターにＰＷＭ信号が入力されてアナログ信号を出力するまでの応答時間が長くなり、これは光ビームの光量の制御の遅延となる。従って、ＣＲフィルターの時定数を大きくすることには限界がある。

本発明の目的は、静電潜像を形成するための光ビームの光量についてＡＰＣを実行する際に、光ビームを照射する光源の駆動電流の基になり、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号にリップルが発生しても、それによる画質の低下を抑制できる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成する本発明に係る画像形成装置は、感光体と、光ビームを照射する光源を含み、前記光源が照射した前記光ビームを主走査方向に走査させて前記感光体に主走査ラインを描画する露光部と、前記光源に照射させる前記光ビームの光量を示す周期性のパルス信号を生成するパルス生成部と、前記パルス生成部が生成した前記パルス信号を平滑して、アナログ信号を生成する平滑部と、前記平滑部で生成された前記アナログ信号を用いて、前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記感光体に描画された前記主走査ラインが有効画像として扱われる有効画像期間において、予め設定された値以下の周波数の前記パルス信号を前記パルス生成部に生成させる第１の照射制御部と、前記光ビームの光量を自動制御するＡＰＣ期間において、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号を前記パルス生成部に生成させる第２の照射制御部と、前記光源が照射した前記光ビームを受光する受光部と、前記ＡＰＣ期間において前記受光部から出力された信号を基にして、前記駆動電流生成部に生成させる前記駆動電流の大きさを制御することにより、前記有効画像期間において前記光源に照射させる前記光ビームの光量を、前記パルス生成部に生成させる前記パルス信号が示す前記光ビームの光量と一致させる光量制御部と、を備える。

パルス信号の周波数を高くすると、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号に発生するリップルを小さくできる。しかし、パルス信号の周波数が高いと、アナログ信号の分解能が低くなり(アナログ信号の値の精度が悪くなり)、実際に生成されるアナログ信号の値とアナログ信号の目標値との誤差が大きくなる場合がある。

有効画像期間に光源から照射される光ビームは、静電潜像の形成に用いられる。このため、有効画像期間で上記誤差が大きければ、画質が低下する。誤差を許容範囲にできるパルス信号の周波数の上限を、予め設定された値の周波数とする。

これに対して、ＡＰＣ期間に光源から照射される光ビームは、静電潜像の形成に用いられない。よって、ＡＰＣ期間は有効画像期間に比べて、アナログ信号の分解能を高くすることは要求されない。

そこで、本発明では、第１の照射制御部が有効画像期間に、予め設定された値以下の周波数のパルス信号をパルス生成部に生成させ、第２の照射制御部がＡＰＣ期間に、予め設定された値より高い周波数のパルス信号をパルス生成部に生成させる。このように、本発明によれば、パルス信号の周波数について、予め設定された値を基準として有効画像期間とＡＰＣ期間とでパルス信号の周波数を異ならせている。

すなわち、有効画像期間では、パルス信号の周波数を予め設定された値以下にすることにより、アナログ信号の分解能を高くして、高画質の画像を形成することを可能にしている。一方、ＡＰＣ期間ではパルス信号の周波数を予め設定された値より大きくすることで、アナログ信号に発生するリップルを小さくしている。これにより、リップルが原因となる光ビームの光量の変動を小さくして、ＡＰＣを正確に実行できるようにしている。

以上のとおり、本発明によれば、ＡＰＣを実行する際に、光ビームを照射する光源の駆動電流の基になり、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号にリップルが発生しても、それによる画質の低下を抑制できる。

上記構成において、前記パルス生成部は、カウンターにより構成され、前記予め設定された値以下の周波数の前記パルス信号と同じ周波数の第１の分周信号と、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号と同じ周波数の第２の分周信号と、をクロックパルスの入力に基づいて出力する分周器と、前記分周器から出力された前記第１の分周信号又は前記第２の分周信号を選択する分周信号選択部と、前記分周信号選択部で前記第１の分周信号が選択された場合、前記第１の分周信号の周期毎に、周期の開始から前記クロックパルスの数をカウントし、カウント数が所定数に到達するまで前記第１の分周信号のレベルを保持し、カウント数が前記所定数に到達すると前記第１の分周信号のレベルを切り替える処理をすることで、前記第１の分周信号のデューティー比を調整するデューティー比調整部と、を含み、前記第１の照射制御部は、前記分周信号選択部に前記第１の分周信号を選択させ、そして前記デューティー比調整部に前記第１の分周信号のデューティー比を調整させることにより、前記パルス生成部に前記予め設定された値以下の周波数の前記パルス信号を生成させ、前記第２の照射制御部は、前記分周信号選択部に前記第２の分周信号を選択させることにより、前記パルス生成部に前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号を生成させる。

この構成は、パルス信号の周波数が高くなると、アナログ信号の分解能が低くなるパルス生成部を備える画像形成装置の一例である。すなわち、第１の分周信号が選択された場合、デューティー比調整部は第１の分周信号の周期毎に、周期の開始からクロックパルスの数をカウントし、カウント数が所定数に到達するまで第１の分周信号のレベルを保持し、カウント数が所定数に到達すると第１の分周信号のレベルを切り替える処理をすることで、第１の分周信号のデューティー比を調整する。このようにしてデューティー比が調整されるパルス信号は、実施形態で説明するように、分周信号の周波数(パルス信号の周波数)が高くなると、アナログ信号の分解能が低くなる。

パルス信号の周波数が高くなると、アナログ信号の分解能が低くなるパルス生成部を備える画像形成装置に、本発明を適用すれば、上述した作用効果が生じる。

上記構成において、前記第２の照射制御部は、前記ＡＰＣ期間の全てにおいて、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号を、前記パルス生成部に生成させる。

この構成によれば、ＡＰＣ期間の全てにおいて、予め設定された値より高い周波数のパルス信号を生成する。従って、ＡＰＣの全期間にわたって、予め設定された値以下の周波数のパルス信号が生成されないので、ＡＰＣの全期間にわたって、アナログ信号に発生するリップルを小さくすることができる。

上記構成において、前記有効画像期間と前記ＡＰＣ期間との間の点灯禁止期間において、前記光源の点灯を禁止する点灯禁止制御部を備え、前記第２の照射制御部は、前記点灯禁止期間において、前記パルス生成部に、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号の生成を開始させる。

この構成によれば、予め設定された値より高い周波数のパルス信号の生成を、点灯禁止期間中に開始させる。従って、ＡＰＣ期間の開始からパルス信号の周波数を予め設定された値より高くすることができるので、ＡＰＣ期間の開始からアナログ信号に発生するリップルを確実に小さくすることができる。

本発明によれば、静電潜像を形成するための光ビームの光量についてＡＰＣを実行する際に、光ビームを照射する光源の駆動電流の基になり、パルス信号を平滑して生成されるアナログ信号にリップルが発生しても、それによる画質の低下を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の概略を示す図である。 図１に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す画像形成装置に備えられる露光部を構成する光学部品の配置関係を示す図である。 光源の駆動電流を生成する駆動電流生成装置の構成を示すブロック図である。 周波数が比較的低いＰＷＭ信号とアナログ電圧との関係を表すグラフである。 周波数が比較的高いＰＷＭ信号とアナログ電圧との関係を表すグラフである。 本実施形態に係る画像形成装置に備えられるパルス生成部のブロック図である。 図７のパルス生成部を構成するデューティー比調整部の動作の一例を説明するタイムチャートである。 本実施形態において、パルス生成部１１が生成するパルス信号Ｓ１であるＰＷＭ信号の周波数制御の第１例を示すタイムチャートである。 本実施形態において、パルス生成部１１が生成するパルス信号Ｓ１であるＰＷＭ信号の周波数制御の第２例を示すタイムチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の内部構造の概略を示す図である。画像形成装置１は例えば、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は装置本体１００、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。

原稿給送部３００は自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００に送ることができる。

原稿読取部２００は露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサーにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサーにより読み取る。ＣＣＤセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。

装置本体１００は用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７に貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。

画像形成部１０３は搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３は感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。露光部１１５は画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像部１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー画像は転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。

トナー画像が転写された用紙は定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー画像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー画像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。

操作部４００は操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３はタッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。

操作キー部４０１にはハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的にはスタートキー４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリーを切り換えるための機能切換キー４１３等が設けられている。

スタートキー４０５はコピー、ファクシミリー送信等の動作を開始させるキーである。テンキー４０７はコピー部数、ファクシミリー番号等の数字を入力するキーである。ストップキー４０９はコピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキー４１１は設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。

機能切換キー４１３はコピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリー送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。

図２は、図１に示す画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。

制御部５００はＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリー等を備える。ＣＰＵは画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭはソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリーは画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリー受信の画像データ等)を一時的に記憶する。

通信部６００はファクシミリー通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリー通信部６０１は相手先ファクシミリーとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリー通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリー通信部６０１は電話回線６０５に接続される。

ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３はＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。

露光部１１５について詳細に説明する。図３は、露光部１１５を構成する光学部品の配置関係を示す図である。露光部１１５は光源３１、ポリゴンミラー１０及び二つの走査レンズ３３，３５等を備える。光源３１は例えば、レーザーダイオードであり、光ビームＬＢを照射する。

光源３１とポリゴンミラー１０との光路上には、コリメーターレンズ３７及びシリンドリカルレンズ３９が配置されている。コリメーターレンズ３７は光源３１から照射された光ビームＬＢを平行光にする。シリンドリカルレンズ３９は平行光にされた光ビームＬＢを線状に集光する。線状に集光された光ビームＬＢはポリゴンミラー１０に入射される。

ポリゴンミラー１０と感光体ドラム１１３との光路上には、走査レンズ３３と走査レンズ３５が配置されている。ポリゴンミラー１０の偏向面に入射された光ビームＬＢは、その偏向面で反射、偏向されて、走査レンズ３３，３５により感光体ドラム１１３に結像される。すなわち、光ビームＬＢを感光体ドラム１１３に走査することにより、感光体ドラム１１３に静電潜像が形成される。

露光部１１５はさらに、ＢＤレンズ４１及びＢＤセンサー４３を備える。感光体ドラム１１３の一方の側部１１３ａから他方の側部１１３ｂへ向けて、光ビームＬＢが感光体ドラム１１３を走査し、有効走査範囲Ｒを超えた光ビームＬＢは、ＢＤレンズ４１で集光されてＢＤセンサー４３で受光される。ＢＤ(Beam Detect)センサー４３は感光体ドラム１１３に走査(主走査)を開始する基準となるＢＤ信号を生成する。

以上説明したように、露光部１１５は、光ビームＬＢを照射する光源３１を含み、光源３１が照射した光ビームＬＢを主走査方向に走査させて感光体ドラム１１３(感光体の一例)に主走査ラインを描画する。

本実施形態では、パルス信号を基にして光源３１の駆動電流が生成される。図４は、光源３１の駆動電流Ｓ３を生成する駆動電流生成装置１０の構成を示すブロック図である。駆動電流生成装置１０はパルス生成部１１、平滑部１２、ＬＤドライバー回路１３、第１の照射制御部１７、第２の照射制御部１８及び点灯禁止制御部１９を備える。

パルス生成部１１は光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量を示す周期性のパルス信号Ｓ１を生成し、例えば、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)やＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)により実現される。周期性のパルス信号Ｓ１として、例えば、ＰＷＭ信号やＰＤＭ(Pulse Density Modulation)信号が用いることができる。ＰＤＭ信号とは一定のパルス幅のパルスが出力される密度(間隔)が可変の信号である。本実施形態ではパルス生成部１１で生成されるパルス信号Ｓ１がＰＷＭ信号を例にして説明する。ＰＷＭ信号のデューティー比を用いて光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量が示される。

平滑部１２はＣＲフィルターからなるローパスフィルターにより構成され、パルス生成部１１が生成したパルス信号Ｓ１を平滑して、アナログ電圧Ｓ２(アナログ信号)を生成する。アナログ電圧Ｓ２は光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量を示している。

アナログ電圧Ｓ２はＬＤドライバー回路１３に送られる。ＬＤドライバー回路１３には用紙に印刷する画像を示す画像データ信号が入力される。ＬＤドライバー回路１３はアナログ電圧Ｓ２及び画像データ信号を利用して、光源３１の駆動電流Ｓ３を生成する制御及び光源３１の点灯制御を実行する。

ＬＤドライバー回路１３は比較部１４と駆動電流生成部１５とを備える。平滑部１２で生成されたアナログ電圧Ｓ２は、比較部１４の一方の入力部に入力されて、駆動電流生成部１５に送られる。駆動電流生成部１５はアナログ電圧Ｓ２を用いて光源３１の駆動電流Ｓ３を生成する。

光源３１は駆動電流Ｓ３により点灯されて光ビームＬＢを照射する。光ビームＬＢは感光体ドラム１１３に照射される他に、フォトダイオードからなる受光部１６で受光される。受光部１６から出力された信号は、比較部１４の他方の入力部に入力される。

光源３１であるレーザーダイオードのアノードは、受光部１６であるフォトダイオードのカソードと接続される。これらのアノードとカソードは、電源と接続される。

比較部１４及び駆動電流生成部１５により、光量制御部２０(ＡＰＣ部)が構成される。光量制御部２０はＡＰＣ期間において、受光部１６から出力された信号と平滑部１２で生成されたアナログ電圧Ｓ２とを比較して(すなわち、ＡＰＣ期間において受光部１６から出力された信号を基にして)、駆動電流生成部１５に生成させる駆動電流Ｓ３の大きさを制御する。これにより、有効画像期間において、光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量を、パルス生成部１１に生成させるパルス信号Ｓ１が示す光ビームＬＢの光量と一致させる自動制御がされる。

ここで、有効画像期間、点灯禁止期間及びＡＰＣ期間について説明する。有効画像期間とは、光ビームＬＢが感光体ドラム１１３上の有効走査範囲Ｒに走査され、感光体ドラム１１３に描画された主走査ラインが有効画像として扱われる期間をいう。有効画像期間の経過後、感光体ドラム１１３を外れて照射された光ビームＬＢが、露光部１１５内で乱反射されて感光体ドラム１１３に到達すると、静電潜像に悪影響を与える。そこで、有効画像期間の経過後、光源３１の点灯を禁止する点灯禁止期間を設けている。ＡＰＣ期間とは、有効画像期間で光源３１に照射させる光ビームＬＢの光量が所望値になるように、光ビームＬＢの光量を自動制御する期間をいう。

第１の照射制御部１７、第２の照射制御部１８及び点灯禁止制御部１９は、制御部５００により実行される機能ブロックである。

第１の照射制御部１７は有効画像期間において、予め設定された値以下の周波数のパルス信号Ｓ１をパルス生成部１１に生成させる。

第２の照射制御部１８はＡＰＣ期間において、上記予め設定された値より高い周波数のパルス信号Ｓ１をパルス生成部１１に生成させる。予め設定された値については、後で説明する。

点灯禁止制御部１９は有効画像期間とＡＰＣ期間との間の点灯禁止期間において、光源３１の点灯を禁止する制御をする。

パルス生成部１１で生成されるパルス信号Ｓ１であるＰＷＭ信号と平滑部１２で生成されるアナログ電圧Ｓ２との関係を説明する。図５及び図６はこれらの関係を表すグラフである。グラフの横軸は時間を示し、グラフの縦軸はアナログ電圧Ｓ２の値を示している。

図５及び図６のＰＷＭ信号のデューティー比は、いずれも５０パーセントであり、アナログ電圧Ｓ２の目標電圧が１．０Ｖである。図６のＰＷＭ信号の周波数は、図５のＰＷＭ信号の周波数よりも高い。ＰＷＭ信号の周波数が高いほうが、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルが小さくなることが分かる。

このようにパルス信号Ｓ１(ＰＷＭ信号)の周波数を高くすると、パルス信号Ｓ１を平滑して生成されるアナログ電圧Ｓ２に発生するリップルを小さくできる。しかし、パルス信号Ｓ１の周波数が高いと、アナログ電圧Ｓ２の分解能が低くなる(アナログ電圧の精度が悪くなる)。これを、説明する。

図７は、本実施形態に係る画像形成装置１に備えられるパルス生成部１１のブロック図である。パルス生成部１１は分周器２１、分周信号選択部２２及びデューティー比調整部２３を含む。

分周器２１は例えば、８段のフリップフロップからなる２５６進カウンターにより構成される。そのカウンターに入力するクロックパルスＣＬＫの周波数ｆとする。１段目のフリップフロップからは周波数ｆ／２の分周信号Ｑ０が出力され、２段目のフリップフロップからは周波数ｆ／４の分周信号Ｑ１が出力され、３段目のフリップフロップからは周波数ｆ／８の分周信号Ｑ２が出力され、４段目のフリップフロップからは周波数ｆ／１６の分周信号Ｑ３が出力され、５段目のフリップフロップからは周波数ｆ／３２の分周信号Ｑ４が出力され、６段目のフリップフロップからは周波数ｆ／６４の分周信号Ｑ５が出力され、７段目のフリップフロップからは周波数ｆ／１２８の分周信号Ｑ６が出力され、８段目のフリップフロップからは周波数ｆ／２５６の分周信号Ｑ７が出力される。

本実施形態では、分周信号Ｑ４〜Ｑ７を予め設定された値以下の周波数のパルス信号Ｓ１と同じ周波数の第１の分周信号とし、分周信号Ｑ０〜Ｑ３を予め設定された値より高い周波数のパルス信号Ｓ１と同じ周波数の第２の分周信号とする。

分周信号選択部２２はセレクターにより構成され、分周器２１から出力された分周信号Ｑ４〜Ｑ７のいずれか(第１の分周信号)を第１の照射制御部１７の命令により選択し、分周器２１から出力された分周信号Ｑ０〜Ｑ３のいずれか(第２の分周信号)を第２の照射制御部１８の命令により選択する。

デューティー比調整部２３は分周信号選択部２２で分周信号Ｑ４〜Ｑ７のいずれか(第１の分周信号)が選択された場合、第１の分周信号の周期毎に、周期の開始からクロックパルスＣＬＫの数をカウントし、カウント数が所定数に到達するまで第１の分周信号のレベルを保持し、カウント数が所定数に到達すると第１の分周信号のレベルを切り替える処理をすることで、第１の分周信号のデューティー比を調整する。

分周信号選択部２２で分周信号Ｑ０〜Ｑ３のいずれか(第２の分周信号)が選択された場合、分周信号選択部２２は第２の分周信号をデューティー比調整部２３に送らず、パルス信号Ｓ１として出力させる。第２の分周信号のデューティー比を調整しないで、第２の分周信号をパルス信号Ｓ１として出力するのは、ＡＰＣ期間において、光源３１から照射される光ビームＬＢは静電潜像の形成に用いられないからである。

デューティー比調整部２３の動作について詳細に説明する。図８は、デューティー比調整部２３の動作の一例を説明するタイムチャートである。分周信号Ｑ４及び分周信号Ｑ２のそれぞれについて、デューティー比の調整を示している。上述したように、本実施形態において、分周信号Ｑ２のデューティー比は調整されないが、分周信号Ｑ４との比較のために、分周信号Ｑ２のデューティー比の調整を示している。

デューティー比調整部２３は分周信号Ｑ２,Ｑ４の立ち上がりからクロックパルスＣＬＫのカウントを開始し、カウント数が所定数に到達するまで分周信号Ｑ２,Ｑ４のレベルを保持し、カウント数が所定数に到達すると分周信号Ｑ２,Ｑ４を立ち下げる。所定数が多くなるにしたがってパルス信号Ｓ１のデューティー比が大きくなる。分周信号Ｑ２は８個のクロックパルスＣＬＫで一周期となるので、所定数を４にすることにより、パルス信号Ｓ１のデューティー比が５０パーセントとなる。分周信号Ｑ４は３２個のクロックパルスＣＬＫで一周期となるので、所定数を１６にすることにより、パルス信号Ｓ１のデューティー比が５０パーセントとなる。第１の照射制御部１７はパルス信号Ｓ１のデューティー比に応じて設定された所定数のデータを有する。

分周信号Ｑ４の場合、１〜３１のクロックパルスＣＬＫの数でパルス信号Ｓ１のデューティー比を調整できる。３．１２５(＝１００×(１／３２))なので、デューティー比を３．１２５％の間隔で調整できる。

これに対して、分周信号Ｑ２の場合、１〜７のクロックパルスＣＬＫの数でパルス信号Ｓ１のデューティー比を調整できる。１２．５(＝１００×(１／８))なので、デューティー比を１２．５％の間隔で調整できる。

以上より、分周信号の周波数が高くなると、パルス信号Ｓ１のデューティー比の調整間隔が大きくなり、その結果、アナログ電圧Ｓ２の分解能が低下することになる。従って、実際に生成されるアナログ電圧Ｓ２とアナログ電圧Ｓ２の目標値との誤差が大きくなる場合がある。

有効画像期間に光源３１から照射される光ビームＬＢは、静電潜像の形成に用いられる。このため、有効画像期間で上記誤差が大きければ、画質が低下する。誤差を許容範囲にできるパルス信号Ｓ１の周波数の上限を、予め設定された値の周波数とする。

これに対して、ＡＰＣ期間に光源３１から照射される光ビームＬＢは、静電潜像の形成に用いられない。よって、ＡＰＣ期間は有効画像期間に比べて、アナログ電圧Ｓ２の分解能を高くすることは要求されない。

そこで、有効画像期間において、第１の照射制御部１７は、分周信号選択部２２に第１の分周信号を選択させ、そしてデューティー比調整部２３に第１の分周信号のデューティー比を調整させることにより、パルス生成部１１に予め設定された値以下の周波数のパルス信号Ｓ１を生成させる。ＡＰＣ期間において、第２の照射制御部１８は、分周信号選択部２２に第２の分周信号を選択させることにより、パルス生成部１１に予め設定された値より高い周波数のパルス信号Ｓ２を生成させる。このように、本実施形態によれば、パルス信号Ｓ１の周波数について、予め設定された値を基準として有効画像期間とＡＰＣ期間とでパルス信号Ｓ１の周波数を異ならせている。

すなわち、有効画像期間では、パルス信号Ｓ１の周波数を予め設定された値以下にすることにより、アナログ電圧Ｓ２の分解能を高くして、高画質の画像を形成することを可能にしている。一方、ＡＰＣ期間ではパルス信号Ｓ１の周波数を予め設定された値より高くすることで、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルを小さくしている。これにより、リップルが原因となる光ビームＬＢの光量の変動を小さくして、ＡＰＣを正確に実行できるようにしている。

本実施形態では、予め設定された値の周波数を例えば、分周信号Ｑ４の周波数とし、第１の照射制御部１７はアナログ電圧Ｓ２に要求される分解能に応じて、分周信号Ｑ４〜Ｑ７のいずれかを、分周信号選択部２２に選択させる。第２の照射制御部１８は分周信号Ｑ０〜Ｑ３のうち、例えば、平滑部１２を通過できる最も高い周波数の分周信号を分周信号選択部２２に選択させる。これにより、ＡＰＣ期間においてアナログ電圧Ｓ２に発生するリップルを最大限抑制することができる。

以上のとおり、本実施形態によれば、ＡＰＣを実行する際に、光ビームＬＢを照射する光源３１の駆動電流の基になり、パルス信号Ｓ１を平滑して生成されるアナログ電圧Ｓ２にリップルが発生しても、それによる画質の低下を抑制できる。

図９は、本実施形態において、パルス生成部１１が生成するパルス信号Ｓ１であるＰＷＭ信号の周波数制御の第１例を示すタイムチャートである。図１０は、本実施形態において、パルス生成部１１が生成するパルス信号Ｓ１であるＰＷＭ信号の周波数制御の第２例を示すタイムチャートである。一つの主走査の期間には、有効画像期間、点灯禁止期間及びＡＰＣ期間が含まれている。一つの主走査の期間には、ＡＰＣ期間が含まれているが、ＡＰＣが実行されるのは、数回の主走査毎である。

図９を参照して、有効画像期間及び点灯禁止期間において、第１の照射制御部１７がパルス生成部１１に生成させるＰＷＭ信号の周波数は、上述した予め設定された値以下である。点灯禁止期間では、光源３１の点灯が禁止されるので、ＰＷＭ信号の周波数は任意である。ＡＰＣ期間では全期間において、第２の照射制御部１８がパルス生成部１１に生成させるＰＷＭ信号の周波数は、予め設定された値より高い。

図１０を参照して、有効画像期間において、図９と同様に、第１の照射制御部１７がパルス生成部１１に生成させるＰＷＭ信号の周波数は、予め設定された値以下である。点灯禁止期間では、第２の照射制御部１８がパルス生成部１１に生成させるＰＷＭ信号の周波数は、最初、予め設定された値以下であるが、途中から予め設定された値より高くされる。なお、点灯禁止期間の最初からＰＷＭ信号の周波数を予め設定された値より高くしてもよい。第２の照射制御部１８は、パルス生成部１１に予め設定された値より高い周波数のＰＷＭ信号の生成を継続させて、ＡＰＣ期間に移行する。点灯禁止期間では、光源３１の点灯が禁止されているので、ＰＷＭ信号の周波数を切り替えても、静電潜像に悪影響を与えることはない。ＡＰＣ期間では図９と同様に全期間において、第２の照射制御部１８がパルス生成部１１に生成させるＰＷＭ信号の周波数は予め設定された値より高い。

図９及び図１０で説明したように、第２の照射制御部１８は、ＡＰＣ期間の全てにおいて、予め設定された値より高い周波数のパルス信号Ｓ１をパルス生成部１１に生成させる。従って、ＡＰＣの全期間にわたって、予め設定された値以下の周波数のパルス信号Ｓ１が生成されないので、ＡＰＣの全期間にわたって、アナログ電圧Ｓ２に発生するリップルを小さくすることができる。

さらに、図１０で説明したように、第２の照射制御部１８は、点灯禁止期間において、パルス生成部１１に、予め設定された値より高い周波数のパルス信号Ｓ１の生成を開始させる。従って、ＡＰＣ期間の開始からパルス信号Ｓ１の周波数を予め設定された値より高くすることができるので、ＡＰＣ期間の開始からアナログ信号Ｓ２に発生するリップルを確実に小さくすることができる。

１ 画像形成装置
１０ 駆動電流生成装置
１６ 受光部
３１ 光源
１１３ 感光体ドラム(感光体の一例)
１１５ 露光部
Ｓ１ パルス信号
Ｓ２ アナログ電圧(アナログ信号の一例)
Ｓ３ 駆動電流

Claims (4)

1. 感光体と、
   光ビームを照射する光源を含み、前記光源が照射した前記光ビームを主走査方向に走査させて前記感光体に主走査ラインを描画する露光部と、
   前記光源に照射させる前記光ビームの光量を示す周期性のパルス信号を生成するパルス生成部と、
   前記パルス生成部が生成した前記パルス信号を平滑して、アナログ信号を生成する平滑部と、
   前記平滑部で生成された前記アナログ信号を用いて、前記光源の駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
   前記感光体に描画された前記主走査ラインが有効画像として扱われる有効画像期間において、予め設定された値以下の周波数の前記パルス信号を前記パルス生成部に生成させる第１の照射制御部と、
   前記光ビームの光量を自動制御するＡＰＣ期間において、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号を前記パルス生成部に生成させる第２の照射制御部と、
   前記光源が照射した前記光ビームを受光する受光部と、
   前記ＡＰＣ期間において前記受光部から出力された信号を基にして、前記駆動電流生成部に生成させる前記駆動電流の大きさを制御することにより、前記有効画像期間において前記光源に照射させる前記光ビームの光量を、前記パルス生成部に生成させる前記パルス信号が示す前記光ビームの光量と一致させる光量制御部と、を備える画像形成装置。
2. 前記パルス生成部は、
   カウンターにより構成され、前記予め設定された値以下の周波数の前記パルス信号と同じ周波数の第１の分周信号と、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号と同じ周波数の第２の分周信号と、をクロックパルスの入力に基づいて出力する分周器と、
   前記分周器から出力された前記第１の分周信号又は前記第２の分周信号を選択する分周信号選択部と、
   前記分周信号選択部で前記第１の分周信号が選択された場合、前記第１の分周信号の周期毎に、周期の開始から前記クロックパルスの数をカウントし、カウント数が所定数に到達するまで前記第１の分周信号のレベルを保持し、カウント数が前記所定数に到達すると前記第１の分周信号のレベルを切り替える処理をすることで、前記第１の分周信号のデューティー比を調整するデューティー比調整部と、を含み、
   前記第１の照射制御部は、前記分周信号選択部に前記第１の分周信号を選択させ、そして前記デューティー比調整部に前記第１の分周信号のデューティー比を調整させることにより、前記パルス生成部に前記予め設定された値以下の周波数の前記パルス信号を生成させ、
   前記第２の照射制御部は、前記分周信号選択部に前記第２の分周信号を選択させることにより、前記パルス生成部に前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号を生成させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の照射制御部は、前記ＡＰＣ期間の全てにおいて、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号を、前記パルス生成部に生成させる請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記有効画像期間と前記ＡＰＣ期間との間の点灯禁止期間において、前記光源の点灯を禁止する点灯禁止制御部を備え、
   前記第２の照射制御部は、前記点灯禁止期間において、前記パルス生成部に、前記予め設定された値より高い周波数の前記パルス信号の生成を開始させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

Images