JP2017056630A - Image formation device and control method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress degradation of an image in a region where a frequency is switched, relating to an image formation device having an optical configuration in which a scanning speed by which laser beam moves along main scanning direction on a surface of a photoreceptor is not constant.SOLUTION: In PWM process, an image signal is inputted using a second clock, and the inputted image signal is processed by pulse width modulation (PWM), which is outputted using a first clock. At this time, the first clock is decided according to a partial magnification characteristic information and a gradation number of the image signal. The second clock is generated from the first clock at a different frequency according to an image height so that each pixel of the image signal makes latent image at a constant interval along the main scanning direction on a surface of a photoreceptor.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置において、レーザ光を使用して光書き込みを行う技術に関するものである。   The present invention relates to a technique for performing optical writing using a laser beam in an image forming apparatus using an electrophotographic system.

電子写真方式の画像形成装置は、感光体を露光するための光学走査ユニットを有している。光学走査ユニットは、画像データに基づいてレーザ光を出射し、出射したレーザ光を回転多面鏡(偏向器)で反射させ、走査レンズを透過させることで感光体へ照射し露光する。そして、回転多面鏡を回転させることにより感光体の表面に形成したレーザ光のスポットを、回転多面鏡を回転させて移動させる走査を行うことで、感光体に潜像が形成される。   An electrophotographic image forming apparatus has an optical scanning unit for exposing a photosensitive member. The optical scanning unit emits a laser beam based on the image data, reflects the emitted laser beam with a rotary polygon mirror (deflector), and transmits the scanning lens to irradiate and expose the photosensitive member. Then, a latent image is formed on the photosensitive member by performing scanning by rotating the rotating polygonal mirror to move the laser beam spot formed on the surface of the photosensitive member by rotating the rotating polygonal mirror.

通常、走査レンズには所謂fθ特性を有するレンズが用いられている。fθ特性とは、回転多面鏡が等角速度で回転している時に感光体の表面のレーザ光のスポットが感光体の表面上を等速で移動するようにレーザ光を感光体の表面に結像させる光学的特性である。このようなfθ特性を有する走査レンズを用いることにより、適切な露光を行うことができる。このようなfθ特性を有する走査レンズは、fθ特性を有さない走査レンズと比較すると、体積が大きくコストも高い。そのため、画像形成装置の小型化やコストダウンを目的として、走査レンズ自体を使用しない、もしくはfθ特性を有していない走査レンズを使用することが検討されている。fθ特性を有さない走査レンズを用いると、感光体の表面のレーザ光のスポットが感光体の表面上を等速で移動しなくなるという問題が生じる。この場合、レーザ光スポットの走査速度変化に対して電気的な補正を行い、適切な露光が得られるようにする部分倍率補正の技術が一般に知られている。   Usually, a lens having a so-called fθ characteristic is used as a scanning lens. The fθ characteristic means that the laser beam is imaged on the surface of the photoconductor so that the spot of the laser beam on the surface of the photoconductor moves on the surface of the photoconductor at a constant speed when the rotary polygon mirror rotates at a constant angular velocity. It is an optical characteristic to be caused. By using a scanning lens having such fθ characteristics, appropriate exposure can be performed. A scanning lens having such an fθ characteristic has a larger volume and a higher cost than a scanning lens that does not have an fθ characteristic. Therefore, for the purpose of downsizing and cost reduction of the image forming apparatus, it is considered to use a scanning lens that does not use the scanning lens itself or does not have the fθ characteristic. When a scanning lens having no fθ characteristic is used, there arises a problem that the laser beam spot on the surface of the photoconductor does not move on the surface of the photoconductor at a constant speed. In this case, a partial magnification correction technique is generally known in which electrical correction is performed with respect to a change in the scanning speed of the laser beam spot so that appropriate exposure can be obtained.

部分倍率補正とは、走査速度が部分的に速くなることによるスポット径の伸びに対し、画像データの縮小処理を行い、逆に、走査速度が部分的に遅くなることによるスポット径の縮みに対して拡大処理を行う技術である。縮小や拡大は相対的な処理であり、いずれか一方の処理の処理だけでもよい。例えば、走査速度が部分的に速くなることによるスポット径の伸びに対して画像データの縮小処理を行なうだけでもよい。部分倍率補正の手法として、特許文献1では感光体に照射するレーザ光を照射、非照射するための、画像信号の転送周波数(画像クロック)を、一走査する間の領域毎に切り替える方式が開示されている。   Partial magnification correction is a process of reducing the image data against the increase in spot diameter due to a partial increase in scanning speed, and conversely against the reduction in spot diameter due to a partial decrease in scanning speed. This is a technology for performing enlargement processing. Reduction and enlargement are relative processes, and only one of the processes may be performed. For example, image data reduction processing may be performed only for the increase in spot diameter due to partial increase in scanning speed. As a method for correcting partial magnification, Patent Document 1 discloses a method of switching the transfer frequency (image clock) of an image signal for each region during one scanning for irradiating and non-irradiating a laser beam to the photosensitive member. Has been.

また、レーザ光により画像露光を行う電子写真方式の画像形成装置では、階調性を有した画像を転写紙に形成するために、多値画像データに応じてパルス幅変調(PWM)したPWM信号により画像露光に用いるレーザダイオードを駆動することが行われている。例えば、従来のパルス幅変調(PWM)では、画像クロックの1サイクルを所定数に分割したPWM用のクロック(PWMクロック)の周期でPWM信号を出力する制御すをることで階調性を有した画像が形成される。   In addition, in an electrophotographic image forming apparatus that performs image exposure with laser light, a PWM signal that is pulse-width modulated (PWM) according to multivalued image data to form an image having gradation properties on transfer paper. Thus, a laser diode used for image exposure is driven. For example, conventional pulse width modulation (PWM) has gradation by controlling to output a PWM signal with a period of a PWM clock (PWM clock) obtained by dividing one cycle of an image clock into a predetermined number. The formed image is formed.

特開昭58―125064号公報JP 58-1225064 A

PWM信号を生成するPWMクロックの周波数は画像クロックの周波数よりも高速であり、パルス幅変調の分解能(画像クロックの1サイクルの分割数)に応じた画像クロックの分割数分の速い周波数となる。このような高速な周波数を生成する場合にはPLL(Phase Locked Loop)等が必要となり、特許文献1にあるような領域毎に周波数を変更する場合、画像クロックからPWMクロックを生成するためには領域毎に異なるPLLが必要となる。   The frequency of the PWM clock that generates the PWM signal is faster than the frequency of the image clock, and is a frequency that is faster by the number of divisions of the image clock corresponding to the resolution of pulse width modulation (the number of divisions of one cycle of the image clock). In order to generate such a high-speed frequency, a PLL (Phase Locked Loop) or the like is necessary. When the frequency is changed for each region as in Patent Document 1, in order to generate a PWM clock from an image clock, A different PLL is required for each region.

また、PLLは入力クロックの位相に同期したクロックを生成する回路である。従って、異なるPLLにおいて、異なる周波数の領域に対応した異なる入力クロック(画像クロック)から生成されたクロック同士の位相は、偶然一致することがあっても一走査する間の領域毎に位相を揃えた状態で切り替えることは難しい。そのため、領域毎に画像クロックの周波数を変える場合には、異なる周波数の領域の境界部分では画像クロックおよびPWMクロックでの1サイクルの周期を満たすことができない。領域の境界で画像クロックの位相が切り替わると境界での1画素の幅(クロックの1周期)が本来の幅と異なってしまうので画像が劣化する。またさらに、境界での1画素のPWMクロックが本来のクロックと異なってしまうので、本来の階調数とは異なる階調で出力されることになり、画像が劣化する。   The PLL is a circuit that generates a clock synchronized with the phase of the input clock. Therefore, in different PLLs, the phases of clocks generated from different input clocks (image clocks) corresponding to different frequency regions are aligned for each region during one scan even if they coincide by chance. It is difficult to switch by state. For this reason, when the frequency of the image clock is changed for each region, the boundary between the regions having different frequencies cannot satisfy the cycle of one cycle of the image clock and the PWM clock. When the phase of the image clock is switched at the boundary of the region, the width of one pixel at the boundary (one cycle of the clock) is different from the original width, so that the image is deteriorated. Furthermore, since the PWM clock of one pixel at the boundary is different from the original clock, it is output at a gradation different from the original number of gradations, and the image deteriorates.

本発明にかかる画像形成装置は、感光体の表面でレーザ光が主走査方向に移動する走査速度が一定でない光学構成を有する画像形成装置であって、前記感光体の任意の像高における走査速度に対する、各像高の走査速度のずれ量を示す部分倍率特性情報を取得する取得手段と、第2のクロックを用いて画像信号を入力し、入力した画像信号をパルス幅変調(PWM)処理した信号を第1のクロックを用いて出力するPWM処理手段と、前記第1のクロックを前記部分倍率特性情報と前記画像信号の階調数とに応じて決定し、かつ、前記感光体の表面で前記主走査方向において等間隔に前記画像信号の各画素を潜像することができるように前記第2のクロックを像高に応じた異なる周波数で前記第1のクロックから生成する周波数制御手段とを有することを特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus having an optical configuration in which a scanning speed at which a laser beam moves in a main scanning direction on a surface of a photoreceptor is not constant, and the scanning speed at an arbitrary image height of the photoreceptor. An image signal is input using an acquisition means for acquiring partial magnification characteristic information indicating the amount of deviation of the scanning speed of each image height and a second clock, and the input image signal is subjected to pulse width modulation (PWM) processing. PWM processing means for outputting a signal using a first clock, the first clock is determined according to the partial magnification characteristic information and the number of gradations of the image signal, and on the surface of the photoconductor Frequency control means for generating the second clock from the first clock at a different frequency according to the image height so that each pixel of the image signal can be latently imaged at equal intervals in the main scanning direction. Characterized in that it.

本発明によれば、感光体の表面でレーザ光が主走査方向に移動する走査速度が一定でない光学構成を有する画像形成装置において、画像劣化を抑制した露光を行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform exposure while suppressing image deterioration in an image forming apparatus having an optical configuration in which the scanning speed at which the laser light moves in the main scanning direction on the surface of the photoreceptor is not constant.

画像形成装置の構成概略図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus. 光走査装置の断面図であり、(a)は主走査断面図、(b)は副走査断面図を示す図である。It is sectional drawing of an optical scanning device, (a) is a main scanning sectional view, (b) is a figure which shows a sub-scanning sectional view. 被走査面上での走査位置をY=Kθの特性でフィッティングした際の、像高と部分倍率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between image height and partial magnification at the time of fitting the scanning position on a to-be-scanned surface with the characteristic of Y = K (theta). 画像信号生成部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an image signal generation part. 同期信号と画像信号のタイムチャートと、被走査面上でのドットイメージを示す図である。It is a figure which shows the time chart of a synchronizing signal and an image signal, and the dot image on a to-be-scanned surface. 画像変調部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an image modulation part. 周波数制御部とPWM処理部の詳細とを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of a frequency control part and a PWM process part. PWMテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a PWM table. VCLK生成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of VCLK production | generation. 周波数制御による倍率補正の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the magnification correction by frequency control. 周波数制御およびPWM変換による各部分倍率補正設定値の設定方法を示す図である。It is a figure which shows the setting method of each partial magnification correction setting value by frequency control and PWM conversion. 周波数制御およびPWMテーブルの制御パラメータ算出を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control parameter calculation of frequency control and a PWM table. PWMCLKから分周で生成可能VCLKの例を示す図である。It is a figure which shows the example of VCLK which can be produced | generated by dividing from PWMCLK. 周波数切替の領域の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the area | region of frequency switching.

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the present invention according to the claims, and all combinations of features described in the present embodiments are essential to the solution means of the present invention. Not exclusively.

[実施例1]
<画像形成装置>
図1は、本実施例に係る画像形成装置の構成概略図である。光走査手段である光走査装置400内のレーザ駆動部300は、画像信号生成部100から出力された画像信号、および制御部200から出力される制御信号に基づき、走査光(レーザ光)410を感光ドラム(感光体)500に向けて発する。そして、不図示の帯電手段により帯電された感光ドラム(感光体)500をレーザ光410で走査し、感光ドラム500の表面に潜像を形成する。このように形成された潜像に不図示の現像手段によってトナーを付着させ、潜像に対応したトナー像を形成する。トナー像は、給紙ユニット900から給送されローラ600で感光ドラム500と接触する位置に搬送された紙等の記録媒体に転写される。記録媒体に転写されたトナー像は、定着器700で記録媒体に熱定着され、排紙ローラ800を経て、装置外に排出される。
[Example 1]
<Image forming apparatus>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment. The laser driving unit 300 in the optical scanning device 400 serving as an optical scanning unit generates scanning light (laser light) 410 based on the image signal output from the image signal generation unit 100 and the control signal output from the control unit 200. Emitted toward the photosensitive drum (photoconductor) 500. Then, the photosensitive drum (photosensitive member) 500 charged by a charging unit (not shown) is scanned with a laser beam 410 to form a latent image on the surface of the photosensitive drum 500. A toner is attached to the latent image formed in this manner by developing means (not shown) to form a toner image corresponding to the latent image. The toner image is transferred to a recording medium such as paper fed from the paper feeding unit 900 and transported to a position where the roller 600 contacts the photosensitive drum 500. The toner image transferred to the recording medium is thermally fixed to the recording medium by the fixing device 700 and is discharged out of the apparatus through the paper discharge roller 800.

<光走査装置>
図2は、本実施例に係る光走査装置400の断面図であり、図2(a)は主走査断面を、図2(b)は副走査断面を示している。
<Optical scanning device>
2A and 2B are cross-sectional views of the optical scanning device 400 according to the present embodiment. FIG. 2A shows a main scanning cross section, and FIG. 2B shows a sub-scanning cross section.

本実施例において、光源401から出射したレーザ光(光束)410は、開口絞り402によって楕円形状に整形されてカップリングレンズ403に入射する。カップリングレンズ403を通過した光束は、略平行光に変換されて、アナモフィックレンズ404に入射する。なお、略平行光とは、弱収束光及び弱発散光を含むものである。アナモフィックレンズ404は、主走査断面内において正の屈折力を有しており、入射する光束を主走査断面内においては収束光に変換している。また、アナモフィックレンズ404は、副走査断面内において偏向器405の偏向面405aの近傍に光束を集光しており、主走査方向に長い線像を形成している。   In this embodiment, laser light (light beam) 410 emitted from the light source 401 is shaped into an elliptical shape by the aperture stop 402 and enters the coupling lens 403. The light beam that has passed through the coupling lens 403 is converted into substantially parallel light and enters the anamorphic lens 404. The substantially parallel light includes weakly convergent light and weakly divergent light. The anamorphic lens 404 has a positive refractive power in the main scanning section, and converts an incident light beam into convergent light in the main scanning section. The anamorphic lens 404 condenses the light beam in the vicinity of the deflecting surface 405a of the deflector 405 in the sub-scan section, and forms a long line image in the main scanning direction.

そして、アナモフィックレンズ404を通過した光束は、偏向器(ポリゴンミラー)405の偏向面(反射面)405aにて反射される。反射面405aで反射した光束は、走査光410(図1参照)として、結像レンズ406を透過し、感光ドラム500の表面に入射する。結像レンズ406は結像光学素子である。本実施例においては、単一の結像光学素子(結像レンズ406)のみで結像光学系が構成されている。結像レンズ406を通過(透過)した光束が入射する感光ドラム500の表面は、光束によって走査される被走査面407である。   The light beam that has passed through the anamorphic lens 404 is reflected by a deflecting surface (reflecting surface) 405a of a deflector (polygon mirror) 405. The light beam reflected by the reflecting surface 405 a passes through the imaging lens 406 as scanning light 410 (see FIG. 1) and enters the surface of the photosensitive drum 500. The imaging lens 406 is an imaging optical element. In the present embodiment, the imaging optical system is constituted by only a single imaging optical element (imaging lens 406). The surface of the photosensitive drum 500 on which the light beam that has passed (transmitted) through the imaging lens 406 is incident is a surface to be scanned 407 that is scanned by the light beam.

結像レンズ406によって被走査面407上で光束が結像し、所定のスポット状の像(スポット)を形成する。偏向器405を不図示の駆動部により矢印A方向に一定の角速度で回転駆動させることにより、被走査面407上でスポットが主走査方向に移動し、感光体上の被走査面407に静電潜像を形成する。なお、主走査方向とは、感光ドラム500の表面に平行で且つ感光ドラム500の表面の移動方向に直交する方向である。副走査方向とは、主走査方向及び光束の光軸に直交する方向である。   The imaging lens 406 forms an image of a light beam on the surface to be scanned 407 to form a predetermined spot-like image (spot). When the deflector 405 is driven to rotate at a constant angular velocity in the direction of arrow A by a driving unit (not shown), the spot moves on the scanned surface 407 in the main scanning direction, and electrostatically acts on the scanned surface 407 on the photosensitive member. A latent image is formed. The main scanning direction is a direction parallel to the surface of the photosensitive drum 500 and orthogonal to the moving direction of the surface of the photosensitive drum 500. The sub-scanning direction is a direction orthogonal to the main scanning direction and the optical axis of the light beam.

ビームディテクト(以下BDと称す)センサとBDレンズは、被走査面407上に静電潜像を書き込むタイミングを決定する同期用光学系である。BDレンズを通過した光束は、フォトダイオードを含むBDセンサに入射し検知される。BDセンサにより光束を検知したタイミングに基づいて、書き込みタイミングの制御を行う。   A beam detect (hereinafter referred to as BD) sensor and a BD lens are synchronization optical systems that determine the timing for writing an electrostatic latent image on the scanning surface 407. The light beam that has passed through the BD lens is incident on and detected by a BD sensor including a photodiode. The writing timing is controlled based on the timing at which the light beam is detected by the BD sensor.

光源401は、半導体レーザチップである。本実施例の光源401は1つの発光部を備えている構成である。しかしながら、光源401として、独立して発光制御可能な複数の発光部を備えていてもよい。複数の発光部を備える場合も、そこから発生される複数の光束は、それぞれカップリングレンズ403、アナモフィックレンズ404、偏向器405、結像レンズ406を経由して被走査面407へ到達する。被走査面407上では副走査方向にずれた位置に各光束に対応するスポットがそれぞれ形成される。   The light source 401 is a semiconductor laser chip. The light source 401 of this embodiment has a configuration including one light emitting unit. However, the light source 401 may include a plurality of light emitting units that can independently control light emission. Even when a plurality of light emitting units are provided, a plurality of light beams generated therefrom reach the scanned surface 407 via the coupling lens 403, the anamorphic lens 404, the deflector 405, and the imaging lens 406, respectively. On the surface to be scanned 407, spots corresponding to the respective light beams are formed at positions shifted in the sub-scanning direction.

なお、上述した、光源401、カップリングレンズ403、アナモフィックレンズ404、結像レンズ406、偏向器405等の各種光学部材は、筐体(光学箱)に収納される。   Note that various optical members such as the light source 401, the coupling lens 403, the anamorphic lens 404, the imaging lens 406, and the deflector 405 described above are housed in a housing (optical box).

<結像レンズ>
図2に示すように、結像レンズ406は、入射面(第1面)406a及び出射面(第2面)406bの2つの光学面(レンズ面)を有する。結像レンズ406は、主走査断面内において、偏向面405aにて偏向された光束が被走査面407上を所望の走査特性で走査させる構成となっている。また、結像レンズ406は、被走査面407上でのレーザ光410のスポットを所望の形状にする構成となっている。また、結像レンズ406により、副走査断面内においては、偏向面405aの近傍と被走査面407の近傍とが共役の関係となっている。これにより、面倒れを補償(偏向面405aが倒れた際の被走査面407上での副走査方向の走査位置ずれを低減すること)する構成となっている。
<Imaging lens>
As shown in FIG. 2, the imaging lens 406 has two optical surfaces (lens surfaces), an incident surface (first surface) 406a and an exit surface (second surface) 406b. The imaging lens 406 has a configuration in which the light beam deflected by the deflection surface 405a scans the scanned surface 407 with desired scanning characteristics in the main scanning section. Further, the imaging lens 406 has a configuration in which the spot of the laser beam 410 on the scanned surface 407 has a desired shape. Further, the imaging lens 406 has a conjugate relationship between the vicinity of the deflection surface 405a and the vicinity of the surface to be scanned 407 in the sub-scan section. Thus, the surface tilt is compensated (scanning position deviation in the sub-scanning direction on the surface to be scanned 407 when the deflection surface 405a tilts is reduced).

なお、本実施例に係る結像レンズ406は、射出成形によって形成されたプラスチックモールドレンズであるが、結像レンズ406としてガラスモールドレンズを採用してもよい。モールドレンズは、非球面形状の成形が容易であり、かつ大量生産に適しているため、結像レンズ406としてモールドレンズを採用することで、その生産性及び光学性能の向上を図ることができる。   The imaging lens 406 according to the present embodiment is a plastic mold lens formed by injection molding, but a glass mold lens may be adopted as the imaging lens 406. Since the molded lens can be easily molded into an aspherical shape and is suitable for mass production, the productivity and optical performance can be improved by adopting the molded lens as the imaging lens 406.

結像レンズ406は、所謂fθ特性を有していない。つまり、偏向器405が等角速度で回転している時に、結像レンズ406を通過する光束のスポットを被走査面407上で等速に移動させるような走査特性を有さない。このように、fθ特性を有さない結像レンズ406を用いることにより、結像レンズ406を偏向器405に近接して(距離D1が小さい位置に)配置することが可能となる。また、fθ特性を有していない結像レンズ406はfθ特性を有する結像レンズよりも、主走査方向(幅LW)及び光軸方向(厚みLT)に関して小さくできる。従って、光走査装置400の筐体を小型化することができる。   The imaging lens 406 does not have a so-called fθ characteristic. That is, when the deflector 405 is rotating at an equal angular velocity, it does not have a scanning characteristic that moves the spot of the light beam passing through the imaging lens 406 at a constant velocity on the scanned surface 407. As described above, by using the imaging lens 406 having no fθ characteristic, the imaging lens 406 can be disposed close to the deflector 405 (at a position where the distance D1 is small). Further, the imaging lens 406 not having the fθ characteristic can be made smaller in the main scanning direction (width LW) and the optical axis direction (thickness LT) than the imaging lens having the fθ characteristic. Therefore, the housing of the optical scanning device 400 can be reduced in size.

また、fθ特性を有するレンズの場合、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化がある場合があり、そのような形状の制約によって、良好な結像性能を得られない可能性がある。これに対して、fθ特性を有さない結像レンズ406は、主走査断面で見た時のレンズの入射面、出射面の形状に急峻な変化が少ない為、良好な結像性能を得ることができる。   In addition, in the case of a lens having an fθ characteristic, there may be a sharp change in the shape of the entrance surface and exit surface of the lens when viewed in the main scanning section. You may not get On the other hand, the imaging lens 406 having no fθ characteristics can obtain good imaging performance because there is little abrupt change in the shape of the entrance surface and exit surface of the lens when viewed in the main scanning section. Can do.

このようなfθ特性を有さない結像レンズ406の走査特性は、以下の式(1)で表される。   The scanning characteristic of the imaging lens 406 that does not have such an fθ characteristic is expressed by the following equation (1).

式(1)では、偏向器405による走査角度(走査画角)をθ、光束の被走査面407上での主走査方向の集光位置(像高)をY[mm]、軸上像高における結像係数をK[mm]、結像レンズ406の走査特性を決定する係数(走査特性係数)をBとしている。なお、本実施例において、軸上像高は、光軸上の像高(Y=0=Ymin)を指し、走査角度θ=0に対応する。また、軸外像高は、中心光軸(走査角度θ=0の時)よりも外側の像高(Y≠0)を指し、走査角度θ≠0に対応している。さらに、最軸外像高とは、走査角度θが最大(最大走査画角)となる時の像高(Y=+Ymax、−Ymax)を指す。なお、被走査面407上の潜像を形成可能な所定の領域(走査領域)の主走査方向の幅である走査幅WはW=|+Ymax|+|−Ymax|で表される。所定の領域の中央が軸上像高で端部が最軸外像高となる。   In Expression (1), the scanning angle (scanning field angle) by the deflector 405 is θ, the light beam condensing position (image height) on the scanned surface 407 is Y [mm], and the axial image height. The image formation coefficient at is K [mm], and the coefficient (scanning characteristic coefficient) for determining the scanning characteristic of the imaging lens 406 is B. In this embodiment, the on-axis image height indicates the image height on the optical axis (Y = 0 = Ymin), and corresponds to the scanning angle θ = 0. The off-axis image height indicates the image height (Y ≠ 0) outside the central optical axis (when the scanning angle θ = 0), and corresponds to the scanning angle θ ≠ 0. Further, the most off-axis image height refers to the image height (Y = + Ymax, −Ymax) when the scanning angle θ is maximum (maximum scanning field angle). The scanning width W, which is the width in the main scanning direction of a predetermined region (scanning region) where a latent image can be formed on the scanned surface 407, is expressed as W = | + Ymax | + | −Ymax |. The center of the predetermined area is the on-axis image height and the end is the most off-axis image height.

ここで、結像係数Kは、結像レンズ406に平行光が入射する場合の走査特性(fθ特性)Y=fθにおけるfに相当する係数である。すなわち、結像係数Kは、結像レンズ406に平行光以外の光束が入射する場合に、fθ特性と同様に集光位置Yと走査角度θとを比例関係にするための係数である。   Here, the imaging coefficient K is a coefficient corresponding to f at the scanning characteristic (fθ characteristic) Y = fθ when parallel light enters the imaging lens 406. In other words, the imaging coefficient K is a coefficient for making the condensing position Y and the scanning angle θ proportional to each other in the same manner as the fθ characteristic when a light beam other than parallel light enters the imaging lens 406.

走査特性係数について補足すると、B=0の時の式(1)は、Y=Kθとなるため、従来の光走査装置に用いられるfθ特性を有する結像レンズの走査特性Y=fθに相当する。また、B=1の時の式(1)は、Y=Ktanθとなるため、撮像装置(カメラ)などに用いられるレンズの射影特性Y=ftanθに相当する。すなわち、式(1)において、走査特性係数Bを0≦B≦1の範囲で設定することで、射影特性Y=ftanθとfθ特性Y=fθとの間の走査特性を得ることができる。   Supplementing the scanning characteristic coefficient, since equation (1) when B = 0 is Y = Kθ, it corresponds to the scanning characteristic Y = fθ of the imaging lens having the fθ characteristic used in the conventional optical scanning device. . In addition, since the equation (1) when B = 1 is Y = K tan θ, it corresponds to the projection characteristic Y = f tan θ of a lens used in an imaging device (camera) or the like. That is, by setting the scanning characteristic coefficient B in the range of 0 ≦ B ≦ 1 in the expression (1), a scanning characteristic between the projection characteristic Y = ftan θ and the fθ characteristic Y = fθ can be obtained.

ここで、式(1)を走査角度θで微分すると、次式(2)に示すように走査角度θに対する被走査面407上での光束の走査速度が得られる。   Here, when the equation (1) is differentiated by the scanning angle θ, the scanning speed of the light beam on the scanned surface 407 with respect to the scanning angle θ is obtained as shown in the following equation (2).

さらに、式(2)を軸上像高における速度dY/dθ=Kで除すると、次式(3)に示すようになる。   Further, when the equation (2) is divided by the velocity dY / dθ = K at the on-axis image height, the following equation (3) is obtained.

式(3)は、軸上像高の走査速度に対する各軸外像高の走査速度のずれ量(部分倍率)を表現したものである。本実施例に係る光走査装置400は、B=0の場合以外においては、軸上像高と軸外像高とで光束の走査速度が異なっていることになる。   Expression (3) expresses a deviation amount (partial magnification) of the scanning speed of each off-axis image height with respect to the scanning speed of the on-axis image height. In the optical scanning device 400 according to the present embodiment, the scanning speed of the light beam is different between the on-axis image height and the off-axis image height except when B = 0.

図3は、本実施例に係る被走査面407上での走査位置をY=Kθの特性でフィッティングした際の、像高と部分倍率との関係を示している。本実施例においては、式(1)に示した走査特性を結像レンズ406に与えたことで、図3に示したように、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて部分倍率が大きくなっている。これは、軸上像高から軸外像高に向かうにつれて徐々に走査速度が速くなるためである。部分倍率30%は、単位時間だけ光照射した場合、被走査面407での主走査方向の照射長が、1.3倍となることを意味している。従って、画像クロックの周期によって決めた一定の時間間隔で主走査方向の画素幅を決めると、軸上像高と軸外像高とで画素密度が異なってしまう。   FIG. 3 shows the relationship between the image height and the partial magnification when the scanning position on the scanned surface 407 according to the present embodiment is fitted with the characteristic of Y = Kθ. In the present embodiment, the scanning characteristic shown in Expression (1) is given to the imaging lens 406, and as shown in FIG. 3, the partial magnification increases from the on-axis image height to the off-axis image height. It has become. This is because the scanning speed gradually increases from the on-axis image height to the off-axis image height. The partial magnification of 30% means that the irradiation length in the main scanning direction on the surface to be scanned 407 is 1.3 times when light is irradiated for a unit time. Therefore, if the pixel width in the main scanning direction is determined at a fixed time interval determined by the cycle of the image clock, the pixel density differs between the on-axis image height and the off-axis image height.

このように、fθ特性を有さない結像レンズを採用した光学構成を有する場合、主走査方向に関する部分倍率のばらつきが、良好な画質を維持する為に適切でない可能性がある。そのため、fθ特性を有さない結像レンズを採用した光学構成においても良好な画質を維持するために、本実施例で説明するような部分倍率の補正を行う。   As described above, in the case of an optical configuration that employs an imaging lens that does not have fθ characteristics, variation in partial magnification in the main scanning direction may not be appropriate in order to maintain good image quality. Therefore, in order to maintain a good image quality even in an optical configuration employing an imaging lens that does not have fθ characteristics, partial magnification correction as described in the present embodiment is performed.

なお、偏向器405から感光ドラム500までの光路長が短くなる程、画角が大きくなるため、上述した軸上像高と最軸外像高とで走査速度の差が大きくなる。一般に、最軸外像高における走査速度が軸上像高における走査速度の120%以上であるような、走査速度の変化率が20%以上の光学構成が考えられる。このような光学構成の場合、主走査方向に関する部分倍率の影響を受け良好な画質の維持が難しくなる。   Note that, as the optical path length from the deflector 405 to the photosensitive drum 500 becomes shorter, the angle of view becomes larger, so that the difference in scanning speed between the above-described on-axis image height and the most off-axis image height increases. In general, an optical configuration in which the change rate of the scanning speed is 20% or more such that the scanning speed at the most off-axis image height is 120% or more of the scanning speed at the on-axis image height is conceivable. In the case of such an optical configuration, it is difficult to maintain good image quality due to the influence of partial magnification in the main scanning direction.

なお、走査速度の変化率C(%)は、最も遅い走査速度をVmin、最も速い走査速度をVmaxとすると、C=((Vmax−Vmin)/Vmin)*100で表される値である。なお、本実施例の光学構成では、軸上像高(走査領域の中央部)で最も遅い走査速度となり、最軸外像高(走査領域の端部)で最も速い走査速度となる。   The change rate C (%) of the scanning speed is a value represented by C = ((Vmax−Vmin) / Vmin) * 100, where Vmin is the slowest scanning speed and Vmax is the fastest scanning speed. In the optical configuration of this embodiment, the slowest scanning speed is obtained at the on-axis image height (center portion of the scanning region), and the fastest scanning speed is obtained at the most off-axis image height (end portion of the scanning region).

なお、画角が52°以上の光学構成の場合、走査速度の変化率が35%以上となることがわかっている。画角が52°以上となる条件としては以下に示す通りである。例えば、主走査方向に関してA4シートの短辺の幅の潜像を形成する光学構成の場合、走査幅W=214mm、走査画角が0°の時の偏向面405aから被走査面407までの光路長D2(図2参照)=125mm以下。主走査方向に関してA3シートの短辺の幅の潜像を形成する光学構成の場合、走査幅W=300mm、走査画角が0°の時の偏向面405aから被走査面407までの光路長D2(図2参照)=247mm以下である。   It is known that the change rate of the scanning speed is 35% or more in the case of an optical configuration with an angle of view of 52 ° or more. The conditions for the angle of view to be 52 ° or more are as follows. For example, in the case of an optical configuration that forms a latent image having a short side width of an A4 sheet in the main scanning direction, the optical path from the deflection surface 405a to the scanned surface 407 when the scanning width W = 214 mm and the scanning field angle is 0 °. Length D2 (see FIG. 2) = 125 mm or less. In the case of an optical configuration that forms a latent image having a short side width of the A3 sheet in the main scanning direction, the optical path length D2 from the deflection surface 405a to the scanned surface 407 when the scanning width W = 300 mm and the scanning field angle is 0 °. (See FIG. 2) = 247 mm or less.

このような光学構成を有する画像形成装置では、以下に説明する本実施例の構成を用いることで、fθ特性を有していない結像レンズを使用しても、良好が画質を得ることが可能となる。   In an image forming apparatus having such an optical configuration, it is possible to obtain good image quality even when an imaging lens having no fθ characteristic is used by using the configuration of the present embodiment described below. It becomes.

なお、図3で示したような、光走査装置400の各像高に対する部分倍率の特性を示す情報は、図4に示すメモリ304に部分倍率特性情報317として記憶されている。この、部分倍率特性情報317は光走査装置400を組み立て後に個々の装置において測定して記憶しても良いし、個々の装置間のバラツキが少ない場合は個別に測定せずに代表的な特性を記憶しても良い。また、経年により光走査装置400の部分倍率特性情報317が変化することを考え、装置内において定期的に測定し直しても良い。また、さらに精度を重視する場合はジョブ毎に再測定し直してもよい。   3 is stored as partial magnification characteristic information 317 in the memory 304 shown in FIG. 4. The information indicating the partial magnification characteristics for each image height of the optical scanning device 400 as shown in FIG. The partial magnification characteristic information 317 may be measured and stored in individual apparatuses after the optical scanning apparatus 400 is assembled. If there is little variation between the individual apparatuses, representative characteristics are not measured separately. You may remember. Further, considering that the partial magnification characteristic information 317 of the optical scanning device 400 changes with the passage of time, it may be periodically measured again in the device. In addition, when accuracy is more important, remeasurement may be performed for each job.

<画像信号生成部>
図4は、画像形成装置における露光制御に関する画像信号生成部の構成を示す電気ブロック図である。画像信号生成部100は、画像変調部101とCPU102とバス103とを含む。画像信号生成部100は、不図示のホストコンピュータより印字情報を受け取り、画像データに対応するVDO信号(画像信号)110を生成する。また、画像信号生成部100は画素幅補正手段としての機能も有する。制御部200は、画像形成装置の制御と、光源401の光量制御をおこなう。レーザエンジン駆動部300は、VDO信号110に基づいて、レーザ駆動部301の不図示の光源へ電流を光源401に供給することにより、光源401を発光させる。
<Image signal generator>
FIG. 4 is an electric block diagram illustrating a configuration of an image signal generation unit related to exposure control in the image forming apparatus. The image signal generation unit 100 includes an image modulation unit 101, a CPU 102, and a bus 103. The image signal generation unit 100 receives print information from a host computer (not shown), and generates a VDO signal (image signal) 110 corresponding to the image data. The image signal generation unit 100 also has a function as a pixel width correction unit. The control unit 200 performs control of the image forming apparatus and light amount control of the light source 401. The laser engine driving unit 300 causes the light source 401 to emit light by supplying current to the light source 401 (not shown) of the laser driving unit 301 based on the VDO signal 110.

画像信号生成部100は画像形成のための画像信号の出力の準備が整ったら、シリアル通信113を通じて、エンジン制御部303に印字開始の指示をする。エンジン制御部303は、印字の準備が整ったら、副走査同期信号であるTOP信号112、と主走査同期信号であるBD信号111とを同期信号生成部302より生成し、画像信号生成部100に送信する。画像信号生成部100は、同期信号を受信したら所定タイミングで画像信号であるVDO信号110をレーザエンジン駆動部300に出力する。   When the image signal generation unit 100 is ready to output an image signal for image formation, it instructs the engine control unit 303 to start printing through the serial communication 113. When preparation for printing is completed, the engine control unit 303 generates a TOP signal 112 that is a sub-scanning synchronization signal and a BD signal 111 that is a main-scanning synchronization signal from the synchronization signal generation unit 302, and sends them to the image signal generation unit 100. Send. When receiving the synchronization signal, the image signal generation unit 100 outputs the VDO signal 110 that is an image signal to the laser engine driving unit 300 at a predetermined timing.

画像変調部101の主な構成ブロックについては図6を用いて後述する。   Main constituent blocks of the image modulation unit 101 will be described later with reference to FIG.

図5(a)は、画像信号生成部100において、記録媒体1ページ分に相当する画像形成動作を行った際の各種同期信号と画像信号のタイミングチャートである。図中左から右に向かって時間が経過する。TOP信号112の「HIGH」は、記録媒体の先端が所定の位置に到達したことを表す信号である。画像信号生成部100はTOP信号112の「HIGH」を受信したら、主走査同期信号であるBD信号111に同期して、画像信号であるVDO信号110をレーザ駆動部301に送信する。そしてレーザ駆動部301はVDO信号110に基づいて光源401を発光させ感光ドラム500に潜像が形成されることになる。   FIG. 5A is a timing chart of various synchronization signals and image signals when the image signal generation unit 100 performs an image forming operation corresponding to one page of the recording medium. Time elapses from left to right in the figure. “HIGH” in the TOP signal 112 is a signal indicating that the leading edge of the recording medium has reached a predetermined position. When the image signal generation unit 100 receives “HIGH” of the TOP signal 112, the image signal generation unit 100 transmits a VDO signal 110, which is an image signal, to the laser driving unit 301 in synchronization with the BD signal 111, which is a main scanning synchronization signal. The laser driving unit 301 emits the light source 401 based on the VDO signal 110 and a latent image is formed on the photosensitive drum 500.

なお、図5(a)では図の簡略化の為、VDO信号110が複数のBD信号111を跨いで連続的に出力されているように記載している。しかしながら、実際には、VDO信号110はBD信号111が出力されてから次のBD信号111が出力されるまでの間のうちの所定の期間に出力されるものである。   In FIG. 5A, for simplicity of illustration, the VDO signal 110 is described as being continuously output across a plurality of BD signals 111. However, actually, the VDO signal 110 is output in a predetermined period of time from when the BD signal 111 is output until the next BD signal 111 is output.

<部分倍率補正方法>
次に上述した部分倍率を補正するための部分倍率補正方法について説明する。その説明に先立って部分倍率の要因及び補正原理について図5(b)を用いて説明する。図5(b)は、BD信号111、VDO信号110のタイミングと、被走査面407上の潜像により形成したドットイメージとを示した図である。図中左から右に向かって時間が経過する。
<Partial magnification correction method>
Next, a partial magnification correction method for correcting the partial magnification described above will be described. Prior to the description, the factors of the partial magnification and the correction principle will be described with reference to FIG. FIG. 5B is a diagram showing the timing of the BD signal 111 and the VDO signal 110 and the dot image formed by the latent image on the surface to be scanned 407. Time elapses from left to right in the figure.

画像信号生成部100はBD信号111の立ち上がりエッジを受信したら、感光ドラム500の左端から所望の距離だけ離れた位置に潜像を形成できるよう、所定タイミング後にVDO信号110を出力する。そしてVDO信号110に基づき光源401が発光し、被走査面407上にVDO信号110に応じた潜像が形成される。   When the image signal generator 100 receives the rising edge of the BD signal 111, it outputs a VDO signal 110 after a predetermined timing so that a latent image can be formed at a desired distance from the left end of the photosensitive drum 500. The light source 401 emits light based on the VDO signal 110, and a latent image corresponding to the VDO signal 110 is formed on the scanned surface 407.

まず、VDO信号110に基づき軸上像高及び最軸外像高において同じ期間だけ光源401を発光させてドット形状の潜像を形成した場合について説明する。このドットのサイズは600dpiの1ドット(主走査方向42.3umの幅)に相当する。本実施例の光走査装置400は、上述したように、被走査面407上の中央部(軸上像高)に比べて、端部(最軸外像高)の走査速度は速い光学構成である。潜像Aに示すように、軸上像高の潜像dot2に比べて、最軸外像高の潜像dot1が主走査方向に肥大する。これは、前述のように、端部(最軸外像高)の走査速度が速いので同じ期間だけ光源401を発光させた場合、端部(最軸外像高)の方が主走査方向において露光される領域が肥大してしまうからである。そのため、本実施例では部分倍率補正として、主走査方向の位置に応じてVDO信号110の画像幅を補正する。即ち、部分倍率補正により、最軸外像高の発光時間間隔を軸上像高の発光時間間隔と比べて短くし、潜像Bに示すように最軸外像高の潜像dot3と軸上像高の潜像dot4とを同等のサイズにする。このような補正によって、主走査方向に関して、実質的に等間隔に各画素に対応するドット形状の潜像を形成できるようにする。   First, a case where a dot-shaped latent image is formed by causing the light source 401 to emit light for the same period at the on-axis image height and the most off-axis image height based on the VDO signal 110 will be described. The size of this dot corresponds to one dot of 600 dpi (width of 42.3 μm in the main scanning direction). As described above, the optical scanning device 400 according to the present embodiment has an optical configuration in which the scanning speed at the end portion (the most off-axis image height) is faster than the central portion (on-axis image height) on the scanned surface 407. is there. As shown in the latent image A, the latent image dot1 having the most off-axis image height is enlarged in the main scanning direction as compared with the latent image dot2 having the on-axis image height. As described above, since the scanning speed of the end portion (the most off-axis image height) is high, when the light source 401 emits light during the same period, the end portion (the most off-axis image height) is more in the main scanning direction. This is because the exposed area is enlarged. Therefore, in this embodiment, as the partial magnification correction, the image width of the VDO signal 110 is corrected according to the position in the main scanning direction. That is, by correcting the partial magnification, the light emission time interval of the most off-axis image height is made shorter than the light emission time interval of the on-axis image height, and the latent image dot3 of the most off-axis image height and the on-axis as shown in the latent image B The latent image dot4 at the image height is made the same size. By such correction, dot-shaped latent images corresponding to the respective pixels can be formed at substantially equal intervals in the main scanning direction.

図6は、画像変調部101の一例を示すブロック図である。画像変調部101は、ハーフトーン処理部122、PWM処理部123、および周波数制御部127を含む。画像変調部101は他の構成も含み得るがここでは特徴的な構成について示している。   FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the image modulation unit 101. The image modulation unit 101 includes a halftone processing unit 122, a PWM processing unit 123, and a frequency control unit 127. The image modulation unit 101 may include other configurations, but a characteristic configuration is shown here.

ハーフトーン処理部122は、入力される多値パラレル8ビットの画像信号をスクリーン(ディザ)処理して画像形成装置で濃度表現するための変換処理を行う。ハーフトーン処理部122はハーフトーン処理後の多値4ビットの画像信号をPWM処理部123に出力する。PWM処理部123は、ハーフトーン処理部122から入力されるハーフトーン処理後の多値パラレル4ビットの画像信号をPWM処理するためのPWMテーブルを格納している。また、PWM処理部123は、PWM処理として1画素の分割数に応じた複数種類のPWMテーブルを格納しており、周波数制御部127からのPWMテーブル選択信号(LUTSEL)128によって使用するPWMテーブルを選択する。本実施例ではPWM処理として、階調性を有した画像を転写紙に形成するために、4ビットで表される1画素を16分割以上に分割する構成を想定とするが、16分割以上に限定するわけではなくその他の分割数にする構成としても良い。ハーフトーン処理部122からPWM処理部123に画像信号が出力される際には、後述する周波数制御部127で生成された画像クロック(VCLK)に従って画像信号の転送がなされることになる。なお詳細については後述するが、画像クロック(VCLK)は、部分倍率を考慮して周波数が主走査方向の位置(像高)に応じて変調されているものとなっている。具体的には、主走査方向端部(最軸外像高)に対応する画像信号の転送に用いられる画像クロックの方が、主走査方向中央部(軸上像高)に対応する画像信号の転送に用いられる画像クロックよりも周波数が高くなる。この結果、図5(b)の潜像Bに示すように主走査方向端部(最軸外像高)でも主走査方向中央部(軸上像高)でも画素幅を等しくした潜像を感光体の被走査面に形成することができる。本実施例では、この画像クロック(VCLK)を生成(変調)する際の処理を中心に説明する。   The halftone processing unit 122 performs a conversion process for screen (dithering) the input multi-level parallel 8-bit image signal and expressing the density in the image forming apparatus. The halftone processing unit 122 outputs the multilevel 4-bit image signal after the halftone processing to the PWM processing unit 123. The PWM processing unit 123 stores a PWM table for performing PWM processing on the multi-value parallel 4-bit image signal after halftone processing input from the halftone processing unit 122. The PWM processing unit 123 stores a plurality of types of PWM tables corresponding to the number of divisions of one pixel as PWM processing, and the PWM table used by the PWM table selection signal (LUTSEL) 128 from the frequency control unit 127 is stored. select. In this embodiment, the PWM processing is assumed to have a configuration in which one pixel represented by 4 bits is divided into 16 divisions or more in order to form an image having gradation properties on transfer paper. However, the number of divisions may be other than the number of divisions. When an image signal is output from the halftone processing unit 122 to the PWM processing unit 123, the image signal is transferred according to an image clock (VCLK) generated by a frequency control unit 127 described later. Although details will be described later, the frequency of the image clock (VCLK) is modulated in accordance with the position (image height) in the main scanning direction in consideration of the partial magnification. Specifically, the image clock used for transferring the image signal corresponding to the end portion in the main scanning direction (most off-axis image height) has the image signal corresponding to the central portion in the main scanning direction (on-axis image height). The frequency is higher than the image clock used for transfer. As a result, as shown by a latent image B in FIG. 5B, a latent image having the same pixel width is exposed at the end portion in the main scanning direction (most off-axis image height) and in the central portion in the main scanning direction (on-axis image height). It can be formed on the scanned surface of the body. In the present embodiment, a description will be given mainly of processing when generating (modulating) the image clock (VCLK).

PWM処理部123は、PWM処理を行うことにより、画像信号を画像形成装置で印字するためのレーザのON/OFFに相当する情報に変換し、後段のエンジン駆動部300にVDO信号110として出力する。   The PWM processing unit 123 performs PWM processing to convert the image signal into information corresponding to ON / OFF of a laser for printing by the image forming apparatus, and outputs the information as a VDO signal 110 to the engine drive unit 300 at the subsequent stage. .

周波数制御部127は、基準クロック(BASECLK)121を基準とし、PWM処理用のクロック(PWMCLK)126と、クロックの1サイクルが1画素に相当する画像クロック(VCLK)125とを生成する。PWMCLK126は、部分倍率特性情報317に基づいて生成される。本実施例では、生成されるPWMCLK126は固定の周波数となる。また、生成されるVCLK125はPWMCLK126の分周比分の周波数となる。また、生成されるVCLK125は、部分倍率特性情報317に基づいて算出される、各主走査位置における周波数を示す周波数倍率補正情報(詳細は後述する)に基づいて主走査位置に応じて異なる周波数となる。周波数制御部127で生成するPWMCLKおよびVCLKの周波数算出方法については図11で後述する。PWMCLK126は、PWM処理部123へ供給される。VCLK125はハーフトーン処理部122とPWM処理部123とに出力される。   The frequency control unit 127 generates, based on the reference clock (BASECLK) 121, a PWM processing clock (PWMCLK) 126 and an image clock (VCLK) 125 in which one cycle of the clock corresponds to one pixel. The PWMCLK 126 is generated based on the partial magnification characteristic information 317. In this embodiment, the generated PWMCLK 126 has a fixed frequency. The generated VCLK 125 has a frequency corresponding to the frequency division ratio of PWMCLK 126. Further, the generated VCLK 125 has a frequency different depending on the main scanning position based on frequency magnification correction information (details will be described later) indicating the frequency at each main scanning position, which is calculated based on the partial magnification characteristic information 317. Become. A method for calculating the frequency of PWMCLK and VCLK generated by the frequency control unit 127 will be described later with reference to FIG. The PWMCLK 126 is supplied to the PWM processing unit 123. The VCLK 125 is output to the halftone processing unit 122 and the PWM processing unit 123.

図7(a)は周波数制御部127の構成の一例を示すブロック図である。周波数制御部127は、PLL(Phase Locked Loop)700と、主走査位置カウント部706と、周波数切替部707と、周波数切替設定保持部708とを有する。PLL700はCPUバス103からの設定に応じた周波数切替設定保持部708の設定に従って、基準クロック121からPWMCLK126を生成する。例えば、PLL700は、走査速度が速い部分倍率と、PWM処理部123で処理される画像信号の階調数とを考慮した周波数のPWMCLK126を生成する。基準クロック121は、PLL700によってPWMCLK126を生成することのできるクロックであればどのようなクロックでも構わない。なお、本実施例ではPWMCLK126は、主走査位置のいずれにおいても共通の固定の周波数であるので、PLL700は単一のPLLがあればよい。   FIG. 7A is a block diagram illustrating an example of the configuration of the frequency control unit 127. The frequency control unit 127 includes a PLL (Phase Locked Loop) 700, a main scanning position counting unit 706, a frequency switching unit 707, and a frequency switching setting holding unit 708. The PLL 700 generates PWMCLK 126 from the reference clock 121 according to the setting of the frequency switching setting holding unit 708 according to the setting from the CPU bus 103. For example, the PLL 700 generates a PWMCLK 126 having a frequency that takes into account the partial magnification with a high scanning speed and the number of gradations of the image signal processed by the PWM processing unit 123. The reference clock 121 may be any clock that can generate the PWMCLK 126 by the PLL 700. In this embodiment, PWMCLK 126 has a common fixed frequency at any of the main scanning positions, and PLL 700 only needs to have a single PLL.

主走査位置カウント部706は、BD信号111、TOP112信号を基準に、VCLK125のサイクル数をカウントすることで、現在の主走査位置をカウントし、カウント値を周波数切替部707へ通知する。   The main scanning position counting unit 706 counts the number of cycles of VCLK 125 based on the BD signal 111 and the TOP 112 signal, thereby counting the current main scanning position, and notifies the frequency switching unit 707 of the count value.

周波数切替設定保持部708は、CPUバス103により設定された周波数倍率補正情報1103をもとに、周波数切替主走査位置およびVCLK分周比を、周波数切替部707へ通知する。周波数切替主走査位置は、周波数を切替える際の主走査位置を示しており、部分倍率特性情報317と、生成可能なVCLKの周波数とに基づいて決定される。VCLK分周比は、PWMCLKの分周で生成されるVCLKの分周比である。分周比は、表現する階調数を考慮して決定される。また、周波数切替設定保持部708は、周波数倍率補正情報をもとに、VCLK分周比に対応するLUTSELの値を周波数切替部707へ通知する。周波数倍率補正情報1103については、図10で後述する。   The frequency switching setting holding unit 708 notifies the frequency switching unit 707 of the frequency switching main scanning position and the VCLK frequency division ratio based on the frequency magnification correction information 1103 set by the CPU bus 103. The frequency switching main scanning position indicates the main scanning position when the frequency is switched, and is determined based on the partial magnification characteristic information 317 and the frequency of VCLK that can be generated. The VCLK dividing ratio is a dividing ratio of VCLK generated by dividing PWMCLK. The frequency division ratio is determined in consideration of the number of gradations to be expressed. Further, the frequency switching setting holding unit 708 notifies the frequency switching unit 707 of the value of LUTSEL corresponding to the VCLK frequency division ratio based on the frequency magnification correction information. The frequency magnification correction information 1103 will be described later with reference to FIG.

周波数切替部707は、主走査位置カウント部706からのカウント値によって現在の主走査位置を判定することができる。また、周波数切替設定保持部708から周波数切替主走査位置およびVCLK分周比を通知されているので、周波数切替部707は、現在の主走査位置において生成すべきVCLK125の周波数を決定することができる。また、周波数切替部707は、現在の主走査位置に基づいて、VCLK125の周波数の切替タイミングを決定することができる。周波数切替部707は、現在の主走査位置に応じて、PWMCLK126からVCLK125を生成し、LUTSEL128とともに出力する。LUTSEL128は、前述のようにPWM処理部123に対して、PWM処理部123が使用するPWMテーブルを指定(選択)するための信号である。VCLK分周比は、1画素分の画像信号がPWM処理部123において1画素未満の画素片に分割される分割数に相当する。PWM処理部123は、分割数に応じた変換テーブル(PWMテーブル)を保持しているので、PWM処理部123は、LUTSEL128にもとづいて使用するPWMテーブルを選択することになる。PWMCLK126からのVCLK125生成方法に関しては図8で後述する。   The frequency switching unit 707 can determine the current main scanning position based on the count value from the main scanning position counting unit 706. Since the frequency switching main scanning position and the VCLK frequency division ratio are notified from the frequency switching setting holding unit 708, the frequency switching unit 707 can determine the frequency of the VCLK 125 to be generated at the current main scanning position. . Further, the frequency switching unit 707 can determine the frequency switching timing of the VCLK 125 based on the current main scanning position. The frequency switching unit 707 generates VCLK 125 from PWMCLK 126 according to the current main scanning position, and outputs it together with LUTSEL 128. The LUTSEL 128 is a signal for designating (selecting) the PWM table used by the PWM processing unit 123 to the PWM processing unit 123 as described above. The VCLK frequency division ratio corresponds to the number of divisions in which the image signal for one pixel is divided into pixel pieces of less than one pixel in the PWM processing unit 123. Since the PWM processing unit 123 holds a conversion table (PWM table) corresponding to the number of divisions, the PWM processing unit 123 selects a PWM table to be used based on the LUTSEL 128. A method of generating VCLK 125 from PWMCLK 126 will be described later with reference to FIG.

図7(b)はPWM処理部123の構成の一例を示すブロック図である。PWM変換部710は、入力されるLUTSEL128に従い、保持しているPWMテーブル0、1、2、3(711、712、713、714)の中からLUTSEL128に対応するPWMテーブルを選択する。そして、PWM変換部710は、入力される多値パラレル4ビットの画像信号を、選択したPWMテーブルに従って、VCLK分周比数分のビット数で表わされるパラレルデータに変換する。PWM変換後のパラレルデータは不図示のラインバッファを用いてPWMCLK126に載せ替えられることで、シリアル信号に変換され後段のエンジン駆動部300にVDO信号110として出力される。   FIG. 7B is a block diagram illustrating an example of the configuration of the PWM processing unit 123. The PWM conversion unit 710 selects a PWM table corresponding to the LUTSEL 128 from the held PWM tables 0, 1, 2, 3 (711, 712, 713, 714) according to the input LUTSEL 128. Then, the PWM conversion unit 710 converts the input multi-level parallel 4-bit image signal into parallel data represented by the number of bits corresponding to the VCLK frequency division ratio according to the selected PWM table. The parallel data after PWM conversion is replaced with PWMCLK 126 using a line buffer (not shown), so that it is converted into a serial signal and output as a VDO signal 110 to the engine drive unit 300 at the subsequent stage.

図8は、PWMテーブルの設定例を示す図である。図8(a)は、PWMテーブル0の例を示す。PWMテーブル0は、VCLK125の1サイクルで表わされる1画素をPWMCLK126で17分割する場合のPWMテーブルである。すなわち、1画素が17個の画素片に分割する場合の変換テーブルである。PWMテーブルは、入力の画像信号の値と出力する信号値とを対応付けた変換テーブルとなっている。PWMテーブルは、入力データの階調数(ここでは全16階調)に応じて、分割された画素片をどのようにONにするかを示している。図8においては、出力データの「0」が対応する画素片をOFFにし、「1」が対応する画素片をONにすることを示している。本実施例においては1画素を画素片に分割する分割数はVCLK分周比と対応している。従って、図8(a)のPWMテーブル0は、PWMCLKを17分周することで生成されたVCLKに対応することになる。周波数切替部707からPWM変換部710には、VCLK125と、このVCLK125に対応するLUTSEL128と、PWMCLK126とが入力される。従って、VCLKに対応したPWMテーブルが選択されることになる。また、同様に図8(b)は1画素を18分割する場合のPWMテーブル、図8(c)は1画素を20分割する場合のPWMテーブル、図8(d)は1画素を21分割する場合のPWMテーブルを示している。   FIG. 8 is a diagram illustrating a setting example of the PWM table. FIG. 8A shows an example of the PWM table 0. The PWM table 0 is a PWM table when one pixel represented by one cycle of VCLK 125 is divided into 17 by PWMCLK 126. That is, this is a conversion table when one pixel is divided into 17 pixel pieces. The PWM table is a conversion table in which input image signal values are associated with output signal values. The PWM table shows how the divided pixel pieces are turned on in accordance with the number of gradations of input data (here, all 16 gradations). In FIG. 8, “0” of the output data indicates that the corresponding pixel piece is turned off, and “1” indicates that the corresponding pixel piece is turned on. In this embodiment, the number of divisions for dividing one pixel into pixel pieces corresponds to the VCLK frequency division ratio. Therefore, the PWM table 0 in FIG. 8A corresponds to VCLK generated by dividing PWMCLK by 17. VCLK 125, LUTSEL 128 corresponding to VCLK 125, and PWMCLK 126 are input from frequency switching unit 707 to PWM conversion unit 710. Therefore, the PWM table corresponding to VCLK is selected. Similarly, FIG. 8B is a PWM table when one pixel is divided into 18, FIG. 8C is a PWM table when one pixel is divided into 20, and FIG. 8D is a PWM table when one pixel is divided into 21. The PWM table in the case is shown.

次に図9を用いて、周波数切替部707が、PWMCLK126を用いてVCLK125を生成する様子を示す。   Next, a state in which the frequency switching unit 707 generates VCLK 125 using PWMCLK 126 will be described with reference to FIG.

周波数切替部707では、PWMCLK126に同期してPWMCLK126のサイクル数をカウントする。周波数切替部707は、周波数切替設定保持部708から通知されるVCLK分周比の値とPWMカウンタの値とを比較してVCLK125を生成する。本実施例において、PWMカウンタは0からカウントを開始するため、PWMカウンタの0からVCLK分周比の値より1小さい数までのサイクルがVCLKの1周期となる。例えば、VCLK分周比の値として17が通知されている場合、PWMカウンタの0から16までのサイクルがVCLKの1周期となる。 図9においてはVCLK分周比が17の場合は、VCLKのHigh期間を9サイクル、Low期間を8サイクルとすることで17分周を実現している。また、VCLK分周比が18の場合はVCLKのHigh期間とLow期間を9サイクルとすることで18分周を実現しているが、High期間とLow期間の割合に関しては限定するものではない。PWMカウンタはVCLKの1周期を生成した後に0にクリアされる。   The frequency switching unit 707 counts the number of cycles of the PWMCLK 126 in synchronization with the PWMCLK 126. The frequency switching unit 707 generates a VCLK 125 by comparing the value of the VCLK frequency division ratio notified from the frequency switching setting holding unit 708 with the value of the PWM counter. In this embodiment, since the PWM counter starts counting from 0, a cycle from 0 of the PWM counter to a number smaller by 1 than the value of the VCLK division ratio is one cycle of VCLK. For example, when 17 is notified as the value of the VCLK frequency division ratio, the cycle from 0 to 16 of the PWM counter becomes one cycle of VCLK. In FIG. 9, when the VCLK frequency division ratio is 17, the frequency division of 17 is realized by setting the high period of VCLK to 9 cycles and the low period to 8 cycles. Further, when the VCLK frequency division ratio is 18, the frequency division of 18 is realized by setting the high period and the low period of VCLK to 9 cycles. However, the ratio of the high period and the low period is not limited. The PWM counter is cleared to 0 after generating one cycle of VCLK.

これにより、PWMCLKの分周比のVCLKを生成することができる。このように生成されたVCLKは位相が同じになるので、部分倍率補正をする場合の主走査位置に応じてVCLKの周期の切り替えが生じる際にもクロック周期を崩すことなく周波数変更が可能となる。従って、VCLKの周期の切り替えが生じる領域の潜像に劣化が生じてしまうことを防止することができる。   Thereby, VCLK having a frequency division ratio of PWMCLK can be generated. Since VCLK generated in this way has the same phase, it is possible to change the frequency without breaking the clock cycle even when the VCLK cycle is switched according to the main scanning position when partial magnification correction is performed. . Accordingly, it is possible to prevent the latent image in the region where the VCLK cycle is switched from being deteriorated.

次に図10を用いて、周波数変倍により、画像データが変倍される様子を示す。図10(a)はVCLK125の周波数がPWMCLK126の17分周、つまり17サイクル分である場合の、VDO信号110の例と、その時に出力される画像データを表す。なお、画像データは、PWM処理により1画素を17分割した画素片の単位で表している。VCLK125がPWMCLK126の17分周である場合、16分割の場合に対して106.25%(1.0625=17÷16)拡大される。   Next, FIG. 10 shows how the image data is scaled by frequency scaling. FIG. 10A shows an example of the VDO signal 110 and the image data output at that time when the frequency of the VCLK 125 is divided by 17 of the PWMCLK 126, that is, 17 cycles. The image data is expressed in units of pixel pieces obtained by dividing one pixel into 17 by PWM processing. When VCLK125 is PWMCLK126 divided by 17, it is enlarged 106.25% (1.0625 = 17 ÷ 16) as compared with the case of 16 division.

一方で、図10(b)に示すように、VCLK125の周波数がPWMCLK126の21分周、つまり21サイクル分である場合には、16分割の場合に対して131.25%(1.3125=21÷16)拡大される。   On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the frequency of VCLK 125 is divided by 21 of PWMCLK 126, that is, 21 cycles, 131.25% (1.3125 = 21) with respect to the case of 16 divisions. ÷ 16) Enlarged.

このように、VCLK125の周波数は、PWMCLK126の分周比によって決定されるものであり、分周比が大きくなるほどVCLK125の1サイクルが長くなる、つまり、VCLK125の周波数が低くなる。逆に、分周比が小さくなるほどVCLK125の1サイクルが短くなる、つまり、VCLK125の周波数が高くなる。従って、部分倍率を考慮して主走査方向の中央部から端部に向かうに連れて分周比が小さくなるようにVCLK125を生成するようにすれば、前述のように画像クロックの周波数変調による部分倍率補正を行なうことができる。そして、本実施例においてはこのように、VCLK125をPWMCLK126の複数サイクルで生成することで、VCLKの周波数切り替えのタイミングでのクロック周期を崩すことなくクロック周波数の切り替えが可能となる。従って、主走査位置に応じてクロック周波数を変更することで、部分倍率補正を実現できる。また、VCLK125はPWMCLK126の16サイクル以上で構成されるため、階調性を損なうことなく部分倍率補正を使うことが可能である。   Thus, the frequency of VCLK 125 is determined by the frequency division ratio of PWMCLK 126. As the frequency division ratio increases, one cycle of VCLK 125 becomes longer, that is, the frequency of VCLK 125 decreases. Conversely, as the frequency division ratio decreases, one cycle of VCLK 125 becomes shorter, that is, the frequency of VCLK 125 increases. Therefore, if the VCLK 125 is generated so that the frequency division ratio decreases from the central portion to the end portion in the main scanning direction in consideration of the partial magnification, as described above, the portion by the frequency modulation of the image clock is performed. Magnification correction can be performed. In this embodiment, the VCLK 125 is generated in a plurality of cycles of the PWMCLK 126 as described above, so that the clock frequency can be switched without breaking the clock cycle at the VCLK frequency switching timing. Therefore, partial magnification correction can be realized by changing the clock frequency according to the main scanning position. Further, since VCLK 125 is composed of 16 or more cycles of PWMCLK 126, it is possible to use partial magnification correction without impairing gradation.

次に、図11を用いて、周波数変倍およびPWM変換による各部分倍率補正設定値の設定方法を示す。周波数倍率補正区画1101は、BD信号111の1周期内の各主走査位置における周波数変倍率を設定するための区画である。またこの区画は周波数切替部707でのVCLK分周情報を設定するための区画でもある。1区画はVCLKの1サイクルに相当する。図11に示した周波数倍率補正区画1101は、合計でN個の区画を持つものとする。周波数倍率補正情報1103は、周波数倍率補正区画1101の各区画における、VCLK分周比およびPWMテーブル選択情報(LUTSEL)を表す。   Next, a method for setting each partial magnification correction setting value by frequency scaling and PWM conversion will be described with reference to FIG. The frequency magnification correction section 1101 is a section for setting a frequency magnification at each main scanning position within one cycle of the BD signal 111. This section is also a section for setting VCLK frequency division information in the frequency switching unit 707. One section corresponds to one cycle of VCLK. The frequency magnification correction section 1101 shown in FIG. 11 has a total of N sections. The frequency magnification correction information 1103 represents the VCLK frequency division ratio and PWM table selection information (LUTSEL) in each section of the frequency magnification correction section 1101.

図11では、一例として、周波数倍率補正区画0〜99および760〜859の100区画分に、VCLK分周比17、及びLUTSEL0が設定されている。同様に、周波数倍率補正区画100〜159および700〜759の60区画分にはVCLK分周比18、及びLUTSEL1が設定されている。周波数倍率補正区間160〜229および630〜699の70区画分にはVCLK分周比19、及びLUTSEL2が設定されている。周波数倍率補正区間230〜629の400区画分にはVCLK分周比20、及びLUTSEL3が設定されている。このような周波数倍率補正情報1103はCPUバス103を介して周波数切替設定保持部にて保持されている。なお、周波数倍率補正情報1103の生成手法については後述する。図11に示すように、主走査方向の中央から端部に向かうにつれて、分周比は小さくなるように、つまり、VCLKの周波数が高くなるように設定されている。   In FIG. 11, as an example, VCLK frequency division ratio 17 and LUTSEL0 are set for 100 divisions of frequency magnification correction divisions 0 to 99 and 760 to 859. Similarly, VCLK frequency division ratio 18 and LUTSEL1 are set for 60 sections of frequency magnification correction sections 100 to 159 and 700 to 759. VCLK frequency division ratio 19 and LUTSEL2 are set for 70 sections of frequency magnification correction sections 160 to 229 and 630 to 699. VCLK frequency division ratio 20 and LUTSEL3 are set for 400 sections of frequency magnification correction sections 230 to 629. Such frequency magnification correction information 1103 is held in the frequency switching setting holding unit via the CPU bus 103. A method for generating the frequency magnification correction information 1103 will be described later. As shown in FIG. 11, the frequency division ratio is set so as to decrease from the center to the end in the main scanning direction, that is, the frequency of VCLK increases.

なお、本実施例では一例として、N=860とし、主走査両端部から100区画分、60区画分、70区画分と、残りの400区画分とに対して、4種類のVCLKをそれぞれ割り当てている。しかしながら、区画数は860に限られるものではなく、任意の区画数とすることができる。なお、本実施例では、N区画分の周波数倍率補正区画1101を用意し、VCLK分周比とPWMテーブル選択(LUTSEL)の設定値を設定する方式を示したが、設定方式は本方式に限られるものではない。例として、区画分の設定レジスタを用意し、設定値としてVCLK分周比、PWMテーブル選択値とともに、区画開始位置および終了位置を設定するようにしても良い。   In this embodiment, as an example, N = 860, and four types of VCLK are assigned to 100 sections, 60 sections, 70 sections, and the remaining 400 sections from both ends of the main scanning. Yes. However, the number of partitions is not limited to 860, and can be any number of partitions. In this embodiment, the frequency magnification correction section 1101 for N sections is prepared, and the method of setting the VCLK frequency division ratio and the setting value of the PWM table selection (LUTSEL) is shown. However, the setting method is limited to this method. It is not something that can be done. As an example, a setting register for a section may be prepared, and the section start position and end position may be set together with the VCLK frequency division ratio and the PWM table selection value as set values.

次に、図12を用いて、周波数倍率補正情報1103を算出するためのフローを示す。なお、本実施例においては、図3で示されるような特性を持つ場合において、部分倍率0%の画素を転送するクロック周波数は30MHzであるものとする。   Next, a flow for calculating the frequency magnification correction information 1103 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, it is assumed that the clock frequency for transferring a pixel having a partial magnification of 0% is 30 MHz in the case of having the characteristics shown in FIG.

図12は、周波数倍率補正情報1103を算出するフローであり、CPU102によって実行される。なお、図12に示すフローは、図3に示す部分倍率特性情報が更新されるたびに実行してもよいし、任意のタイミングで実行してもよい。   FIG. 12 is a flow for calculating the frequency magnification correction information 1103 and is executed by the CPU 102. The flow shown in FIG. 12 may be executed every time the partial magnification characteristic information shown in FIG. 3 is updated, or may be executed at an arbitrary timing.

ステップS1200では、CPU102は、メモリ304からシリアル通信113を介して、部分倍率特性情報317を取得する。   In step S1200, the CPU 102 acquires partial magnification characteristic information 317 from the memory 304 via the serial communication 113.

ステップS1201では、CPU102は、部分倍率特性情報317から1画素の転送に必要なクロック周波数のうち最速の周波数を算出する。本実施例においては、図3に示すように主走査両端部の走査速度が速い特性を持ち、中央部に比べて30%走査速度が速くなる。従って、部分倍率補正を考慮した場合の主走査端部の1画素の転送に必要なクロック周波数は部分倍率0%の画素を転送するクロック周波数30MHzの30%早い39MHzとなる。   In step S1201, the CPU 102 calculates the fastest frequency among the clock frequencies necessary for transferring one pixel from the partial magnification characteristic information 317. In this embodiment, the scanning speed at both ends of the main scanning is fast as shown in FIG. 3, and the scanning speed is 30% faster than that at the center. Accordingly, when considering partial magnification correction, the clock frequency required for transferring one pixel at the main scanning end is 39 MHz which is 30% faster than the clock frequency of 30 MHz for transferring pixels having a partial magnification of 0%.

ステップS1202でCPU102は、ステップS1201で算出した最速の画像転送クロック39MHzからPWMCLK周波数を算出する。つまり、CPU102は、部分倍率特性情報に基づいてPWMCLK周波数を算出する。本実施例においては、4ビットの画像信号で表される階調性を維持するために1画素を16分割以上する必要がある。従って、39MHzの16倍の周波数である624MHzがPWMCLKとなる。なお、この例では16分割以上であれば階調性が維持できるので、例えば17分割の周波数や20分割の周波数をPWMCLKとしてもよい。ここではPWMCLKは39MHzの16倍の周波数である624MHzであるとして以下を説明する。   In step S1202, the CPU 102 calculates the PWMCLK frequency from the fastest image transfer clock 39 MHz calculated in step S1201. That is, the CPU 102 calculates the PWMCLK frequency based on the partial magnification characteristic information. In this embodiment, one pixel needs to be divided into 16 or more in order to maintain the gradation represented by the 4-bit image signal. Therefore, 624 MHz, which is 16 times the frequency of 39 MHz, becomes PWMCLK. In this example, gradation can be maintained if the number of divisions is 16 or more. For example, the frequency of 17 divisions or the frequency of 20 divisions may be set to PWMCLK. Here, the following will be described assuming that PWMCLK is 624 MHz, which is 16 times the frequency of 39 MHz.

ステップS1203では、図13で示すように、ステップS1202で算出したPWMCLKから分周で生成可能VCLKを算出する。   In step S1203, as shown in FIG. 13, VCLK that can be generated by frequency division is calculated from PWMCLK calculated in step S1202.

ステップS1204では、ステップS1203で算出したVCLK周波数と部分倍率特性情報317とから周波数切替の領域を算出する。領域の算出に関して、図14を用いて説明する。図14の横軸は像高(主走査位置)を示しており、縦軸はVCLKの周波数を示している。太線は図3で示す部分倍率特性情報317に対応する。なお、図3では縦軸を部分倍率で示しているものを、図14ではVCLKの周波数で示している。例えば、像高の中心の部分倍率が0%で像高の左端の部分倍率が30%の場合、前述のように像高の左端の部分倍率が30%に相当する像高は39MHzのVCLKとなる。また、部分倍率が0%に相当する像高の中心の1画素幅に相当するVCLKの周波数は30MHzとなる。このように、図3の部分倍率特性情報を、分周で生成可能なVCLKにマッピングしたものが図14である。   In step S1204, a frequency switching region is calculated from the VCLK frequency calculated in step S1203 and the partial magnification characteristic information 317. Region calculation will be described with reference to FIG. The horizontal axis in FIG. 14 indicates the image height (main scanning position), and the vertical axis indicates the frequency of VCLK. The thick line corresponds to the partial magnification characteristic information 317 shown in FIG. In FIG. 3, the vertical axis indicates the partial magnification, and FIG. 14 indicates the VCLK frequency. For example, when the partial magnification at the center of the image height is 0% and the partial magnification at the left end of the image height is 30%, the image height corresponding to the partial magnification at the left end of the image height of 30% is VCLK of 39 MHz as described above. Become. The frequency of VCLK corresponding to one pixel width at the center of the image height corresponding to the partial magnification of 0% is 30 MHz. FIG. 14 is a diagram in which the partial magnification characteristic information of FIG. 3 is mapped to VCLK that can be generated by frequency division as described above.

図中において横軸の破線で示されているものが、ステップS1203で算出した生成可能なVCLK周波数である。この破線で示される生成可能なVCLK周波数と部分倍率特性情報317との交点(14a、14b、14c、14d)を算出する。本実施例では、交点14aは主走査位置51と809、交点14bは主走査位置130と730、交点14cは主走査位置195と665、交点14dは主走査位置265と595である。   In the figure, what is indicated by a broken line on the horizontal axis is the VCLK frequency that can be generated calculated in step S1203. The intersections (14a, 14b, 14c, 14d) between the VCLK frequency that can be generated and the partial magnification characteristic information 317 indicated by the broken line are calculated. In this embodiment, the intersection 14a is the main scanning positions 51 and 809, the intersection 14b is the main scanning positions 130 and 730, the intersection 14c is the main scanning positions 195 and 665, and the intersection 14d is the main scanning positions 265 and 595.

次に、交点(14a、14b、14c、14d)が周波数切替領域の中心付近になるように周波数切替を行う。本実施例では、主走査区分0〜99と760〜869がVCLK生成時の分周比が17の領域となる。主走査区分100〜159と700〜759がVCLK生成時の分周比が18の領域となる。主走査区分160〜229と630〜699がVCLK生成時の分周比が19の領域となる。残りの主走査区分230〜629がVCLK生成時の分周比が20の領域となる。各主走査区分にLUTSEL値である0、1、2、3を割り当てる。   Next, frequency switching is performed so that the intersections (14a, 14b, 14c, 14d) are near the center of the frequency switching region. In the present embodiment, the main scanning sections 0 to 99 and 760 to 869 are regions having a frequency division ratio of 17 when VCLK is generated. The main scanning sections 100 to 159 and 700 to 759 are regions with a frequency division ratio of 18 when VCLK is generated. The main scanning sections 160 to 229 and 630 to 699 are areas with a division ratio of 19 when VCLK is generated. The remaining main scanning sections 230 to 629 are regions having a frequency division ratio of 20 when VCLK is generated. LUTSEL values 0, 1, 2, and 3 are assigned to each main scanning section.

以上により本算出フローを終了する。なお、本実施例では、画像形成装置内部のCPU102を用いて、周波数倍率補正情報を取得する例を説明した。しかしながら、不図示のホストコンピュータ等を持ち、本算出フロー及びあらかじめ測定した特性情報に従って周波数倍率補正情報を算出したのちに、不図示の不揮発メモリやディスクドライブ等に周波数倍率補正情報を保持しておく構成を取ることもできる。そして、CPU102はこの保持している周波数倍率補正情報を取得する形態でもよい。   This calculation flow is completed as described above. In the present exemplary embodiment, the example in which the frequency magnification correction information is acquired using the CPU 102 inside the image forming apparatus has been described. However, after having a host computer (not shown) and the like, and calculating the frequency magnification correction information according to this calculation flow and the pre-measured characteristic information, the frequency magnification correction information is held in a nonvolatile memory or disk drive (not shown). It can also take a configuration. Then, the CPU 102 may acquire the frequency magnification correction information that is held.

以上、本実施例で説明した構成で部分倍率補正を行うことで、走査特性に合わせた部分倍率補正を行うことが可能となる。特に、VCLK125のクロック周期を崩すことなく主走査位置に応じてVCLK125の周波数を変更でき、また、VCLK125がPWMCLK126の整数サイクルとなることから単純なPWMテーブル変換でPWM処理を行うことが可能となる。   As described above, by performing partial magnification correction with the configuration described in the present embodiment, it is possible to perform partial magnification correction in accordance with scanning characteristics. In particular, the frequency of VCLK 125 can be changed according to the main scanning position without breaking the clock cycle of VCLK 125, and since VCLK 125 is an integer cycle of PWMCLK 126, PWM processing can be performed by simple PWM table conversion. .

以上によりfθ特性を有する走査レンズを用いない構成であっても、画像不良、画質劣化を抑えた電気的な部分倍率補正を行い、一走査の間でのレーザスポット幅を一定に保つことで、適切な露光を得ることが可能となる。   As described above, even when the scanning lens having the fθ characteristic is not used, by performing electrical partial magnification correction that suppresses image defects and image quality deterioration, and keeping the laser spot width constant during one scan, Appropriate exposure can be obtained.

このような周波数変調による部分倍率の補正は、画像信号転送時に画素片の挿入、もしくは抜去することで、画像の単純補間、間引き変倍を行う画素片挿抜の手法に比べて、濃度ムラやスクリーン等の干渉による画質劣化を防止できる。   Such partial magnification correction by frequency modulation is performed by inserting or removing pixel pieces at the time of transferring an image signal, so that density unevenness and screen are reduced compared to pixel piece insertion / extraction methods that perform simple image interpolation and thinning scaling. Therefore, it is possible to prevent image quality deterioration due to interference.

<その他の実施例>
以上説明した実施例においては、部分倍率特性情報として、軸上像高における走査速度に対する、各軸外像高の走査速度のずれ量を用いる例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、軸上像高ではない任意の像高における走査速度に対する、各像高の走査速度のずれ量を用いる処理であってもよい。いずれにせよ、各像高の走査速度においてどの程度のズレが生じているかを判定できる情報であればどのようなものでもよい。
<Other examples>
In the embodiment described above, the example in which the deviation amount of the scanning speed at each off-axis image height with respect to the scanning speed at the axial image height is used as the partial magnification characteristic information is not limited to this. For example, it may be processing that uses the amount of deviation of the scanning speed of each image height with respect to the scanning speed at an arbitrary image height that is not the on-axis image height. In any case, any information may be used as long as it can determine how much deviation occurs at the scanning speed of each image height.

また、上述した実施例においては、PWM変換テーブルの切替の信号LUTSELが周波数制御部127からPWM処理部123に入力される例を示したが、これに限られるものではない。例えば、主走査位置カウント部706のカウント値と、周波数倍率補正情報1103がPWM処理部123にも入力され、PWM処理部123は、これらの値に基づいて使用するテーブルを切り替えるという処理でもよい。   In the above-described embodiment, an example in which the PWM conversion table switching signal LUTSEL is input from the frequency control unit 127 to the PWM processing unit 123 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the count value of the main scanning position counting unit 706 and the frequency magnification correction information 1103 may be input to the PWM processing unit 123, and the PWM processing unit 123 may switch the table to be used based on these values.

本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。   The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

Claims (18)

感光体の表面でレーザ光が主走査方向に移動する走査速度が一定でない光学構成を有する画像形成装置であって、
前記感光体の任意の像高における走査速度に対する、各像高の走査速度のずれ量を示す部分倍率特性情報を取得する取得手段と、
第2のクロックを用いて画像信号を入力し、入力した画像信号をパルス幅変調(PWM)処理した信号を第1のクロックを用いて出力するPWM処理手段と、
前記第1のクロックを前記部分倍率特性情報と前記画像信号の階調数とに応じて決定し、かつ、前記感光体の表面で前記主走査方向において等間隔に前記画像信号の各画素を潜像することができるように前記第2のクロックを像高に応じた異なる周波数で前記第1のクロックから生成する周波数制御手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus having an optical configuration in which a scanning speed at which a laser beam moves in a main scanning direction on a surface of a photoconductor is not constant,
Acquisition means for acquiring partial magnification characteristic information indicating a deviation amount of the scanning speed of each image height with respect to a scanning speed at an arbitrary image height of the photoconductor;
PWM processing means for inputting an image signal using a second clock and outputting a signal obtained by subjecting the input image signal to pulse width modulation (PWM) processing using the first clock;
The first clock is determined according to the partial magnification characteristic information and the number of gradations of the image signal, and the pixels of the image signal are latently spaced on the surface of the photoconductor at regular intervals in the main scanning direction. An image forming apparatus comprising: frequency control means for generating the second clock from the first clock at a different frequency according to an image height so that an image can be obtained.
前記周波数制御手段は、前記部分倍率特性に基づいて最速の像高における周波数を決定し、前記決定した最速の像高における周波数において前記画像信号の階調数を表現できる周波数を前記第1のクロックとして決定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The frequency control means determines a frequency at the fastest image height based on the partial magnification characteristics, and sets a frequency at which the number of gradations of the image signal can be expressed at the determined frequency at the fastest image height to the first clock. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is determined as: 前記第1のクロックは、各像高において共通の周波数であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first clock has a frequency common to each image height. 前記第2のクロックは、像高に応じて周波数が変化することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の画像形成装置。   4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a frequency of the second clock changes according to an image height. 5. 前記第2のクロックの周波数が変化する像高は、前記部分倍率特性情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 4, wherein the image height at which the frequency of the second clock changes is determined based on the partial magnification characteristic information. 前記第2のクロックは、前記第1のクロックの分周比分のクロックであることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second clock is a clock corresponding to a frequency division ratio of the first clock. 前記PWM処理手段は、入力の画像信号の値と出力する信号値とを対応付けた変換テーブルであって、出力する信号値のビット数がそれぞれ異なる複数の変換テーブルのうち、1つの変換テーブルを使用してPWM処理をすることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The PWM processing means is a conversion table in which an input image signal value is associated with an output signal value, and one conversion table is selected from a plurality of conversion tables in which the number of bits of the output signal value is different. The image forming apparatus according to claim 1, wherein PWM processing is used. 前記ビット数は、前記第1のクロックの分周比に対応することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the number of bits corresponds to a frequency division ratio of the first clock. 前記PWM処理手段は、像高に応じて使用する変換テーブルを選択することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the PWM processing unit selects a conversion table to be used according to an image height. 前記PWM処理手段は、前記第2のクロックに応じて使用する変換テーブルを選択することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 7, wherein the PWM processing unit selects a conversion table to be used according to the second clock. 前記周波数制御手段は、前記第2のクロックに応じて前記PWM処理手段で用いる変換テーブルを指定する信号を前記PWM処理手段に出力することを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。   9. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the frequency control unit outputs a signal designating a conversion table used by the PWM processing unit to the PWM processing unit in accordance with the second clock. . 感光体の表面でレーザ光が主走査方向に移動する走査速度が一定でない光学構成を有する画像形成装置であって、
前記感光体の任意の像高における走査速度に対する、各像高の走査速度のずれ量を示す部分倍率特性情報を取得する取得手段と、
画像信号を入力し、入力した画像信号をパルス幅変調(PWM)した信号を第1のクロックを用いて出力するPWM処理手段と、
前記PWM処理手段において前記画像信号の1画素に対応する信号を出力する処理に用いられる前記第1のクロックのサイクル数を、前記部分倍率特性情報に基づいて像高ごとに変更する制御をする周波数制御手段と
を有する。
An image forming apparatus having an optical configuration in which a scanning speed at which a laser beam moves in a main scanning direction on a surface of a photoconductor is not constant,
Acquisition means for acquiring partial magnification characteristic information indicating a deviation amount of the scanning speed of each image height with respect to a scanning speed at an arbitrary image height of the photoconductor;
PWM processing means for inputting an image signal and outputting a signal obtained by pulse width modulation (PWM) of the input image signal using a first clock;
Frequency for controlling the PWM processing means to change the number of cycles of the first clock used for processing to output a signal corresponding to one pixel of the image signal for each image height based on the partial magnification characteristic information Control means.
前記PWM処理手段は、前記第1のクロックの分周比分のクロックであり、前記感光体の表面で前記主走査方向において等間隔に前記画像信号の各画素を潜像できるように像高ごとに周波数が異なる第2のクロックを用いて前記画像信号を入力することを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。   The PWM processing means is a clock corresponding to the frequency division ratio of the first clock, and for each image height so that each pixel of the image signal can be a latent image at equal intervals in the main scanning direction on the surface of the photoconductor. The image forming apparatus according to claim 12, wherein the image signal is input using a second clock having a different frequency. 前記像高ごとに異なる第2のクロックは、前記部分倍率特性情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 13, wherein the second clock that differs for each image height is determined based on the partial magnification characteristic information. 前記サイクル数は、前記分周比に対応する値であることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 13, wherein the number of cycles is a value corresponding to the frequency division ratio. 感光体の表面でレーザ光が主走査方向に移動する走査速度が一定でない光学構成を有する画像形成装置であって、第2のクロックを用いて画像信号を入力し、入力した画像信号をパルス幅変調(PWM)処理した信号を第1のクロックを用いて出力するPWM処理手段を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記感光体の任意の像高における走査速度に対する、各像高の走査速度のずれ量を示す部分倍率特性情報を取得する取得ステップと、
前記第1のクロックを前記部分倍率特性情報と前記画像信号の階調数とに応じて決定し、かつ、前記感光体の表面で前記主走査方向において等間隔に前記画像信号の各画素を潜像することができるように前記第2のクロックを像高に応じた異なる周波数で前記第1のクロックから生成する周波数制御ステップと
を有することを特徴とする制御方法。
An image forming apparatus having an optical configuration in which a scanning speed at which a laser beam moves in a main scanning direction on a surface of a photoconductor is not constant, and an image signal is input using a second clock, and the input image signal has a pulse width A control method of an image forming apparatus having PWM processing means for outputting a modulated (PWM) processed signal using a first clock,
An acquisition step of acquiring partial magnification characteristic information indicating a deviation amount of the scanning speed of each image height with respect to a scanning speed at an arbitrary image height of the photoconductor;
The first clock is determined according to the partial magnification characteristic information and the number of gradations of the image signal, and the pixels of the image signal are latently spaced on the surface of the photoconductor at regular intervals in the main scanning direction. And a frequency control step of generating the second clock from the first clock at a different frequency according to an image height so that the second clock can be imaged.
感光体の表面でレーザ光が主走査方向に移動する走査速度が一定でない光学構成を有する画像形成装置であって、画像信号を入力し、入力した画像信号をパルス幅変調(PWM)した信号を第1のクロックを用いて出力するPWM処理手段を有する画像形成装置の制御方法であって、
前記感光体の任意の像高における走査速度に対する、各像高の走査速度のずれ量を示す部分倍率特性情報を取得する取得ステップと、
前記PWM処理手段において前記画像信号の1画素に対応する信号を出力する処理に用いられる前記第1のクロックのサイクル数を、前記部分倍率特性情報に基づいて像高ごとに変更する制御をする周波数制御ステップと
を有することを特徴とする制御方法。
An image forming apparatus having an optical configuration in which the scanning speed at which laser light moves on the surface of a photoconductor is not constant, and an image signal is input and a signal obtained by pulse width modulation (PWM) of the input image signal is received. A method for controlling an image forming apparatus having PWM processing means for outputting using a first clock,
An acquisition step of acquiring partial magnification characteristic information indicating a deviation amount of the scanning speed of each image height with respect to a scanning speed at an arbitrary image height of the photoconductor;
Frequency for controlling the PWM processing means to change the number of cycles of the first clock used for processing to output a signal corresponding to one pixel of the image signal for each image height based on the partial magnification characteristic information And a control step.
コンピュータに、請求項16または17に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。   A program for causing a computer to execute the control method according to claim 16 or 17.
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