JP4365297B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明はレーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置におけるビーム走査型画像形成装置に関し、特に複数色の画像を形成する際に、光ビームのパルス幅またはパルスの位相を調整して、画像の位置合わせを行い、色ずれのない高品質なカラー画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。

レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置は、レーザ光をポリゴンミラー等の走査手段により感光体等の被走査面上で主走査方向に走査するとともに、被走査面を副走査方向に移動させて感光体上に１ライン分ずつ画像を書き込む装置を搭載したビーム走査型画像形成装置が用いられている。このビーム走査型画像形成装置では、レーザ光はポリゴンミラーにより等角速度で偏向され、被走査面上における走査速度を一定にするために、ｆθレンズやｆθミラーが用いられている。

しかし、ｆθレンズやｆθミラーを介したレーザ光は、被走査面上での走査速度が完全に一定にはならず、像面上での画像倍率は像高によって粗密が生じる。これは、レーザ光がレーザダイオードから出射されてから像面に到達するまでに通るガラス、レンズ、ミラーといった光学素子の形状、取り付け位置が異なること、ｆθレンズの厚みが像高で異なることなどによる。
このような像高による画像倍率の粗密は、形成画像に影響を与え、特にカラー画像形成装置では色ズレとして感知されてしまうため、ビーム走査型画像形成装置では、像高による倍率を微調整することが要求されている。この調整を実施するために、画像データに応じて点灯制御される発光源と、発光源から出力される光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、画素クロックの位相を可変制御できる手段を有し、画素クロックの位相を画素クロック１周期の１／ｎ単位（ｎ＝２以上の整数）で主走査方向の１箇所または複数箇所で可変することにより、主走査方向のビームスポット位置の疎密を補正する機能備え、上記画素クロック補正手段として、走査領域を分割し、分割されたエリア毎に補正クロック挿入比率を設定する手段と、像高による倍率補正情報を記憶する記憶手段とを設け、この補正情報を読み出し補正クロック挿入比率設定値に反映することにより、像高によるビームスポット粗密を補正することを可能とする画像形成装置が提案されている。
ここで、像高とは、出力画像の中心を０とし、主走査の走査開始側をマイナスとし、走査終了側をプラスとしたときの像の高さをいう（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００３−１５０６８号公報 特開２００３−１０３８３０号公報

しかし、走査領域を分割し、分割されたエリア毎に補正クロック挿入比率を設定する構成の場合、各エリアについて個別に補正値を記憶する手段を有する必要が生じてしまう。
また、各領域の可変クロック挿入は、書き込み制御機能を有するゲートアレイにて制御されることが一般的であるが、領域毎に可変クロック挿入比率を変更可能な機能を有する構成とする場合、回路が複雑になり、コストアップの要因ともなってしまう。

そこで本発明の主たる目的は、簡素な構成で、低コストで、ビームスポット位置補正が可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、さらに良好なビームスポット位置補正を可能とする画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。さらに本発明の第３の目的は、エリア設定回路が煩雑な構成になることを防止し、低コストな構成で、ビームスポット位置補正が可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。

また、挿入補正クロック数を負の同一値に設定とする場合は、補正される各画素クロック周期は短くなる側のみの補正となり、これに起因し補正後の画像領域走査幅も縮小されてしまう。
そこで、本発明の第４の目的は、画像領域走査幅の縮小が相殺可能な画像形成装置及び画像形成方補を提供することにある。

一方、補正クロック数を正の同一値に設定とする場合、補正される各画素クロック周期は長くなる側のみの補正となり、これに起因し補正後の画像領域走査幅も拡大されてしまう。
そこで、本発明の第５の目的は、画像領域走査幅の拡大が相殺可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１記載の発明は、画像データに応じて点灯制御される発光源と、該発光源から出力される光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、上記光ビームを集光する走査結像光学系と、上記光ビームが集光されたビームスポットの位置間隔の疎密を補正するビームスポット位置補正手段と、を備え、上記ビームスポット位置補正手段は、上記光ビームの発光タイミングを、上記発光源の点灯制御用クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて、上記点灯制御用クロックの位相を上記点灯制御用クロック１周期の１／ｎ単位（ｎ＝２以上の整数）で主走査方向の複数位置で補正制御する補正クロック数設定手段を有し、上記点灯制御用クロックの補正制御される位置は、走査領域を複数にエリア分割する分割手段と、分割されたエリア毎に補正クロック数を設定する設定手段とにより決定される画像形成装置において、上記補正クロック数設定手段は、上記分割されたエリア毎の補正クロック数を同一値とすることにより、上記ビースポットの位置間隔の疎密を補正するようにしたことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、分割されたエリア毎の補正クロック数を、同一値とする手段を設け、ビームスポット位置の補正を近似的に実施する構成とすることにより、記憶手段の記憶容量の増大を招くことなく、低コストな構成で、ビームスポット位置補正の実施が可能となる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、分割された各エリアで同一数にて挿入される補正クロック数ｍを、複数種類選択する選択手段を有し、前記補正クロック数設定手段は、補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、分割された各エリアで同一数にて挿入される補正パルス数を、複数種類選択する手段を有することになり、請求項１の効果と同様に低コストな構成となり、さらに良好なビームスポット位置補正が可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、同一の補正クロックを挿入する各エリアを、等間隔に分割する分割手段を有し、補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、同一の補正クロックを挿入する各領域を、等間隔に分割することにより、容易な構成で、ビームスポット位置補正の実施が可能となる。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、エリア毎の補正クロック数ｍを負の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より低く設定することを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、挿入補正クロック数を負の同一数と設定とする場合、補正される各画素クロック周期は短くなる側のみの補正となり、これに起因し補正後の画像領域走査幅も縮小されてしまうが、補正前の画素クロック周波数を意図的に低く設定することにより、画像領域走査幅も縮小を相殺することが可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、エリア毎の補正クロック数ｍを正の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より高く設定することを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、挿入補正クロック数を正の同一数と設定とする場合、補正される各画素クロック周期は長くなる側のみの補正となり、これに起因し補正後の画像領域走査幅も拡大されてしまうが、補正前の画素クロック周波数を意図的に高く設定することにより、画像領域走査幅の拡大を相殺することが可能となる。

請求項６記載の発明は、画像データに応じて点灯制御される発光源から出力される光ビームを主走査方向に偏向し、上記光ビームが集光されたビームスポットの軌跡が形成する照射面上における該ビームスポットの位置間隔の疎密をビームスポット位置補正手段で補正する際に、上記ビームスポット位置補正手段として、上記光ビームの発光タイミングを、上記発光源の点灯制御用クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて、上記点灯制御用クロックの位相を上記点灯制御用クロック１周期の１／ｎ単位（ｎ＝２以上の整数）で主走査方向の複数位置で補正制御し、上記点灯制御用クロックの補正制御される位置を、走査領域を複数にエリア分割し、分割されたエリア毎に補正クロック数を設定することにより決定する画像形成方法において、上記分割されたエリア毎の補正クロック数を同一値とすることにより、上記ビームスポットの位置間隔の疎密を補正することを特徴とする。

請求項６記載の発明によれば、分割されたエリア毎の補正クロック数を、同一値とする手段を設け、ビームスポット位置の補正を近似的に実施する構成とすることにより、記憶手段の記憶容量の増大を招くことなく、低コストな構成で、ビームスポット位置補正の実施が可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、分割された各エリアで同一数にて挿入される補正クロック数ｍを、複数種類選択可能とし、補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする。

請求項７記載の発明によれば、分割された各エリアで同一数にて挿入される補正パルス数を、複数種類選択する手段を有するため、請求項１、６記載の発明の効果と同様に低コストな構成となり、さらに良好なビームスポット位置補正が可能となる。

請求項８記載の発明は、請求項６または請求項７記載の発明において、同一の補正クロックを挿入する各エリアを、等間隔に分割する分割手段を有し、補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする。

請求項８記載の発明によれば、同一の補正クロックを挿入する各領域を、等間隔に分割することにより、容易な構成で、ビームスポット位置補正の実施が可能となる。

請求項９記載の発明は、請求項６記載の発明において、エリア毎の補正クロック数ｍを負の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より低く設定することを特徴とする。

請求項９記載の発明によれば、挿入補正クロック数を負の同一数と設定とする場合、補正される各画素クロック周期は短くなる側のみの補正となり、これに起因し補正後の画像領域走査幅も縮小されてしまうが、補正前の画素クロック周波数を意図的に低く設定することにより、画像領域走査幅も縮小を相殺することが可能となる。

請求項１０記載の発明は、請求項６記載の発明において、エリア毎の補正クロック数ｍを正の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より高く設定することを特徴とする。

請求項１０記載の発明によれば、挿入補正クロック数を正の同一数と設定とする場合、補正される各画素クロック周期は長くなる側のみの補正となり、これに起因し補正後の画像領域走査幅も拡大されてしまうが、補正前の画素クロック周波数を意図的に高く設定することにより、画像領域走査幅の拡大を相殺することが可能となる。

本発明によれば、分割されたエリア毎の補正クロック数を、同一値とする手段を設け、ビームスポット位置の補正を近似的に実施する構成とすることにより、記憶手段の増大を招くことなく、低コストな構成で、ビームスポット位置補正の実施が可能となる。

本発明の画像形成装置は、画像データに応じて点灯制御される発光源と、発光源から出力される光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、光ビームを集光する走査結像光学系と、光ビームが集光されたビームスポットの位置間隔の疎密を補正するビームスポット位置補正手段と、を備え、ビームスポット位置補正手段は、光ビームの発光タイミングを、発光源の点灯制御用クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて、点灯制御用クロックの位相を上記点灯制御用クロック１周期の１／ｎ単位（ｎ＝２以上の整数）で主走査方向の複数位置で補正制御する補正クロック数設定手段を有し、点灯制御用クロックの補正制御される位置は、走査領域を複数にエリア分割する分割手段と、分割されたエリア毎に補正クロック数を設定する設定手段とにより決定される画像形成装置であって、補正クロック数設定手段は、分割されたエリア毎の補正クロック数を同一値とすることにより、ビームスポットの位置間隔の疎密を補正するようにしたものである。

本発明の画像形成装置は、上記構成に加え、分割された各エリアで同一数にて挿入される補正クロック数ｍを、複数種類選択する選択手段を有し、補正クロック数設定手段は、補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）としてもよい。

さらに本発明の画像形成装置は、上記構成に加え、同一の補正クロックを挿入する各エリアを、等間隔に分割する分割手段を有し、補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）としてもよい。
ここで、補正クロック数と記憶手段の容量との関係について述べる。
記憶手段の容量のうち、エリア毎の補正クロック数を記憶する領域が８ビット（２５６値：０〜２５５）あるとし、補正クロック数の正負を記憶する領域が１ビット（＋もしくは−）あるとすると、設定範囲は−２５５〜＋２５５となり、負の整数を含めて５１１種類の補正クロック数を選択できることになる。
次に補正クロック数と記憶手段の容量、画素クロック生成回路との関係について述べる。
画素クロック生成回路の構成は、補正クロック数が−１２７〜＋１２７の範囲しか処理できないとすると、設定範囲が−２５５〜＋２５５であったとしても、実際は−１２７〜＋１２７しか処理できないことになる。このため、「設定値を記憶する記憶手段の容量や画素クロック生成回路の処理できる数に制限される値」とは「設定値を記憶する記憶手段に設定できる数」及び「画素クロック生成回路の処理できる数」のうち、「いずれか絶対値の少ない方に制限される値」となる。

また、本発明の画像形成装置は、上記構成に加え、エリア毎の補正クロック数ｍを負の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、点灯制御用クロックの周波数を補正前より低く設定してもよい。
例えば、補正クロックが全体で＋１００個入るとして、１個あたりの補正クロックが１０ｎsの時間に相当する場合、全体では１ｍｓの時間が延びることになる。この１ｍｓの時間の延びを相殺できる周波数に変更することを意味する。

またさらに、本発明の画像形成装置は、上記構成に加え、エリア毎の補正クロック数ｍを正の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、点灯制御用クロックの周波数を補正前より高く設定してもよい。

次に、図１は本発明の画像形成方法を適用した画像形成装置の書込光学系の部品配置の一実施の形態を示す配置図であり、図２は図１に示した配置図における光路の一実施の形態を示す光路図である。
図１において、感光体４０の近傍にレーザダイオード（ＬＤ）６３が配置され、ＬＤ６３の光軸上にコリメートレンズ６４、アパーチャー６５、シリンダレンズ６６がこの順で一列に配置されている。シリンダレンズ６６の出射光軸上には反射面が位置するようにポリゴンミラー６７が配置されている。ポリゴンミラー６７の放射状の反射光軸上にはｆθレンズ６８が光軸と交差するように配置されている。ｆθレンズ６８の出射光軸上には反射光が感光体４０の表面を長手方向に沿って照射するように長尺状の折り返しミラー６９が配置されている。折り返しミラーの近傍には同期センサー６１が配置され、感光体４０と折り返しミラー６９との間には防塵ガラス７０が配置されている。ＬＤ６３はＬＤ駆動部６２により駆動され、ＬＤ駆動部６２には書込制御部６０からの信号により駆動される。書込制御部６０には画像データ及び同期センサー６１からの信号が入力される。

図２において、プリント基板７２に取り付けられたＬＤ６３と、ＬＤ６３の光軸上に配置されたコリメートレンズ６４及びアパーチャー６５とでＬＤモジュール７１が構成されている。ＬＤモジュール７１の出射光軸上に配置されたシリンダレンズ６６の出射光はポリゴンミラー（図の上側）６７に照射されるようになっている。図の下側のポリゴンミラー６７はポリゴンモータ７３の出力軸に取り付けられ回転するようになっている。ポリゴンミラー６７からの反射光軸上にはｆθレンズ６８、レンズ７４、折り返しミラー６９、及び同期センサー６１が配置されている。折り返しミラー６９の反射光軸上には防塵ガラス７０及び感光体４０が配置されている。

図１において、主走査タイミングを検出する同期センサー６１からの位相同期信号が入力されると、その位相同期信号などに基づいて走査方向の各画素位置を決める後述の画素クロック生成回路によって画素クロックを生成し、読み取った原稿の画像データと共に、ＬＤ駆動部６２を駆動させ、ＬＤ６３を点灯制御する。
ＬＤ６３から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ６４とアパーチャー６５を介して整形され、シリンダレンズ６６を透過した後、回転偏向させるためのポリゴンミラー６７によって入射したレーザ光が偏向走査される。このポリゴンミラー６７は、ポリゴンモータ７３によって所定の回転数で矢印方向に回転駆動される。このポリゴンミラー６７によって反射されたレーザ光は、ｆθレンズ６８を透過し、折り返しミラー６９で反射され、さらに防塵ガラス７０を透過して記録媒体としての感光体４０上に集光される。

この感光体４０には、例えばＳｅ（セレン）等を材料とする感光体ドラムが用いられ、不図示の回転駆動部によって回転駆動され、帯電器により帯電された後、レーザ光によって主走査方向（長手方向）に繰り返し走査することによって画像が書き込まれ、静電潜像が形成される。
この感光体ドラム４０上に形成された静電潜像は、不図示の現像装置により現像されてトナー像となり、転写装置によって転写紙などの記録材に転写され、定着装置により記録材に定着される。

このように、ＬＤ６３から出射されるレーザ光は、ポリゴンミラー６７により等角速度（ωとする）で偏向される。ポリゴンミラー６７の回転中心軸から一定の距離（ｒとする）における速度（ｖとする）はｒωとなるが、ポリゴンミラー６７で反射されるレーザ光の被走査面は直線状であるため、一定とはならない。そこで、感光体４０の被走査面上での走査速度を一定にするため、ポリゴンミラー６７、ｆθレンズ６８、あるいは折り返しミラー６９等の光学素子が用いられている。
しかし、「発明が解決しようとする課題の欄」で説明したように、これらの光学素子には形状や取り付け位置にばらつきや不均一性が存在するため、感光体の被走査面上における走査速度が完全に一様とはならず、複数の画像形成部を使って画像を合成するカラー画像の場合には色ずれとして表れてくる。

そこで、以下の図面を用いて本発明の原理を説明するとともに、上記課題の解決手段について説明する。
図３（ａ）は、図１および図２に示した感光体及びセンサーを示し、図３（ｂ）は図３（ａ）における長手方向の像高に対する光ビームの走査速度の分布を示した分布図である。図３（ｂ）において、横軸は像高を示し、縦軸は走査速度を示す。図４は、図３（ｂ）に示した像高に対する走査速度分布に基づいて逆特性となる補正量を求めた特性曲線である。図４において、横軸は像高を示し、縦軸は補正量を示す。図５は、位相データに基づいて点灯制御用クロックとしての画素クロックを生成する画素クロック生成回路の構成を示したブロック図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、感光体４０を中心として同期センサー６１を含む範囲でレーザ光を偏向走査する際に、感光体４０の主走査方向の中央を像高０とすると、その左右方向に有効書込領域が存在することになる。図３（ａ）に示した感光体４０の幅に対応した線図は、像高０から像高±１５０までの位置が対応するように横軸が描かれ、縦軸は像高０の時の走査速度を１００％とした場合に、各像高位置における走査速度を百分率で表した線図である。この図から分かるように、光学系の特性等に起因して、レーザ光による主走査の走査速度がばらつく傾向にある。
このため、図３（ｂ）に示した走査速度分布の傾向に基づいて、その逆数をとることにより、各像高位置での走査速度の補正量を求めたものが図４に示した線図である。つまり、像高０を１００％として、各像高位置でどの程度走査速度を補正すれば、感光体の被走査面上を常に像高０の位置と同じ走査速度で一様に走査できることがわかる。もちろん、図３（ｂ）の走査速度分布の傾向が変われば、それに応じて図４に示した補正量の分布も変わってくる。

図４に示した補正量分布を使って走査速度を補正する手段の一つとして、図５に示す画素クロック生成回路８０を用いている。これは、画像領域における各画素位置は画素クロックにより決定されるため、主走査方向の局所的な走査速度のばらつきを補正するには、主走査中に画素クロック周波数を局所的に変化させることによって実現が可能となるからである。

図５に示した画素クロック生成回路８０は、画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて画素クロックの周期を変化させる回路であって、高周波クロック生成回路８１ 、カウンタ８２ 、比較回路８３、および画素クロック制御回路８４などにより構成されている。
高周波クロック生成回路８１は、生成される画素クロックＰＣＬＫの基準となる高周波クロックＶＣＬＫを生成する回路である。
カウンタ８２は、ここでは高周波クロックＶＣＬＫの立ち上がりで動作するようにして、その高周波クロックＶＣＫＬのカウントを行うものである。このカウンタ８２は、後述する比較回路８３からリセット信号が入力されると、カウント値がリセットされる。
比較回路８３は、カウンタ８２からのカウント値、あらかじめ設定された値、および外部から与えられる画素クロックの遷移タイミングとして位相シフト量を指示する位相データとを比較し、その比較結果に基づいて制御信号ａと制御信号ｂとを出力するものである。この位相データは、ｆθレンズ６８の特性によって生ずる走査ムラを補正したり、ポリゴンミラー６７の回転ムラによるドット（ビームスポット）の位置ずれを補正したり、レーザ光の色収差によって生ずるドット位置ずれを補正するために画素クロックの位相のシフト量を指示するためのデータであって、数ビットのデジタル値で与えることができる。
画素クロック制御回路８４は、比較回路８３から入力される制御信号ａと制御信号ｂとに基づいて、生成される画素クロックＰＣＬＫの遷移タイミングを制御する回路である。

次に、クロック位相制御にかかる動作について説明する。
図６（ａ）は、図５に示した画素クロック生成回路の位相データを「７」にした場合の動作例を説明するタイミングチャートであり、図６（ｂ）は、図５に示した画素クロック生成回路の位相データを「８」にした場合の動作例を説明するタイミングチャートであり、図６（ｃ）は、図５に示した画素クロック生成回路の位相データを「６」にした場合の動作例を説明するタイミングチャートである。
図６（ａ）で生成する画素クロックＰＣＬＫは、高周波クロック生成回路８１で生成された高周波クロックＶＣＬＫの８分周とし、デューティー比を標準的な５０％とするものであり、図５に示した画素クロック生成回路８０に入力される位相データとして「７」の値が与えられ、比較回路１３にはあらかじめ「３」の値が設定されているものとする。
図５に示したカウンタ８２は、高周波クロック生成回路８１で生成された高周波クロックＶＣＬＫの立ち上がりで動作しながらカウントを行う。比較回路８３には、あらかじめ「３」の値が設定されているため、カウンタ８２のカウンタ値が「３」になったところで制御信号ａが出力される。制御信号ａが出力されると、画素クロック制御回路８４は、入力された制御信号ａが「Ｈ」となるため、図中（１）のクロックタイミングで画素クロックＰＣＬＫを「Ｈ」から「Ｌ」に遷移させる。
続いて、比較回路８３では、与えられた位相データとカウンタ値とを比較し、一致したら制御信号ｂを出力するようにする。図６（ａ）では、カウンタ８２のカウンタ値が「７」になったところで、比較回路８３が制御信号ｂを出力する。画素クロック制御回路８４は、制御信号ｂが「Ｈ」になっていることから、図中（２）のクロックタイミングで画素クロックＰＣＬＫを「Ｌ」から「Ｈ」に遷移させる。この時、比較回路８３は、同時にカウンタ８２にリセット信号を送ってリセットし、再び０からカウントさせるようにする。これにより、図７に示すように、高周波クロックＶＣＬＫの８分周に相当するデューティー比５０％の画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。
また、図６（ａ）で生成される画素クロックＰＣＬＫを基本とし、位相を変化させることによって、一定領域内での画素密度を変化させることができる。例えば、図６（ｂ）では、高周波クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を進めた画素クロックＰＣＬＫを生成し、図６（ｃ）では、高周波クロックＶＣＬＫの８分周クロックに対して１／８クロックだけ位相を遅らせた画素クロックＰＣＬＫを生成することができる。

このように、画素クロック生成回路８０に入力する位相データを変えるだけで、生成される画素クロックＰＣＬＫの位相を自由に進ませたり、遅れさせたりすることにより、画素クロック密度（一定領域内に入る画素数）を変化させることができる。このため、感光体４０の主走査面上での画素密度が均一になるように補正することができる。
この補正は、感光体４０の主走査面上での走査速度が光学系などによって不均一になっていることが原因であるため、その走査速度の不均一の状況に合わせて画素密度を可変制御する割合を主走査中に不均一に分散させることによって行う必要がある。
つまり、図４に示すように、像高に対応する補正量に応じた位相データを図５の画素クロック生成回路８０に入力し、これによって生成される画素クロックＰＣＬＫを使ってＬＤ駆動部６２を駆動し、ＬＤ６３から発射されるレーザ光を使って偏向走査を行うことにより、走査速度の不均一による画素密度の不均一が補正されて、主走査面上での画素密度を均一化することができる。

上記実施の形態で説明したように、１クロック毎に位相を変化させることにより、主走査速度の高精度な補正が可能となるが、全主走査に対応して１クロックごとに補正を実施する場合には、相当量の位相データや比較回路の設定値を記憶しておくメモリが必要となるため、コストアップとなる。
そこで、本実施形態の特徴は、主走査領域を複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数は、同一値とするようにした点にある。

図７は、本実施形態にかかる画像形成装置の特徴的な構成を説明するブロック図である。図８は、図７に示した画像形成装置により主走査領域を複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数は、同一値とした例を示すタイムチャートである。図８において、横軸は時間軸を示し、縦軸はラインクリア信号、走査エリア分割信号、補正クロック入力／非入力選択、挿入補正クロック数、及び画素クロック周波数を示す。

図７に示す画像形成装置は、上述した画素クロック生成回路８０に加えて、入力されるデータ領域設定値に基づいて、主走査領域を複数にエリア分割するための設定信号を生成する補正領域設定信号生成回路９０と、その補正領域設定信号生成回路９０からのデータ領域設定信号に基づいて、画素クロックの位相シフト量を決める位相シフト信号生成回路９１と、その位相シフト信号生成回路９１で生成された位相データとを備え、同期センサー６１から入力される位相同期信号に基づいて画素クロック生成回路８０により画素クロックＰＣＬＫを生成する装置である。

本実施形態において、走査速度特性が連続的に変化するような場合であっても、領域を複数にエリア分割して、エリア毎の補正クロック数は、同一値として、画素クロック周波数を１走査中にて可変となるようにしたので、補正領域設定信号生成回路９０が簡素な構成となり、また、メモリ容量を大幅に低減させることが可能となり、コストダウンを図ることができる。これは、本発明の主たる目的を反映している。

図９に示す画像形成装置は、他の実施の形態を示す図であり、図７に示す画像形成装置に対して、補正クロック数ｍの設定値に基づいて、各エリアの補正クロック数設定信号が画素クロック生成回路８０に入力される機能が追加される。図１０は、図９の画像形成装置により主走査領域を複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値とし、さらにエリア毎の補正クロック数ｍの値を可変とした例を示すタイムチャートである。図１０において、横軸は時間軸を示し、縦軸はラインクリア信号、走査エリア分割信号、補正クロック入力／非入力選択、補正クロック数選択、挿入補正クロック数、画素クロック周波数（Ｎ＜０）、画素クロック周波数（Ｎ＞０）を示す。

本実施形態において、走査速度特性が連続的に変化するような場合であっても、領域を複数にエリア分割して、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値として、さらにエリア毎の補正クロック数ｍの値を可変としたので、補正領域設定信号生成回路９０が簡素な構成としたまま、高精度な走査速度の補正が可能となる。これは、本発明の第２の目的を反映している。

図１１は、主走査領域を等間隔で複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値とし、さらにエリア毎の補正クロック数ｍの値を可変とした例を示すタイムチャートである。
本実施形態において、走査速度特性が連続的に変化するような場合であっても、領域を複数にエリア分割して、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値として、さらに同一の補正クロックを挿入する各エリアを、等間隔に分割することにより、補正領域設定信号生成回路９０をさらに簡素な構成で、ビームスポット位置補正の実施が可能となる。これは、本発明の第３の目的を反映している。

図１２は、主走査領域を等間隔で複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値としたときの、画素クロック周波数ｆｃｌｋと画素の相対位置との関係を示すチャートである。図１２にて、補正前の画素クロック周波数をｆ０と表している。
本実施形態において挿入補正クロック数を負の同一数と設定とする場合、補正される各画素クロック周波数は早くなる。このとき、クロック周期は短くなる側のみの補正となり、図１２の画素相対位置（ｆｃｌｋ＝ｆ０）のように、補正後の画像領域走査幅も縮小されてしまう。そこで、補正前の画素クロック周波数を意図的に低く設定することにより、図１２の画素相対位置（ｆｃｌｋ＝ｆ０＋Δｆ）のように画像領域走査幅の縮小が相殺可能となる。これは、本発明の第４の目的を反映している。
一方、挿入補正クロック数を正の同一数と設定とする場合、補正される各画素クロック周期は長くなる側のみの補正となり、これに起因し補正後の画像領域走査幅も拡大されてしまう。そこで、補正前の画素クロック周波数を意図的に高く設定することにより、画像領域走査幅の拡大を相殺可能となる。これは、本発明の第５の目的を反映している。

本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置に適用できる。

本発明の画像形成方法を適用した画像形成装置の書込光学系の部品配置の一実施の形態を示す配置図である。 図１に示した配置図における光路の一実施の形態を示す光路図である。 （ａ）は、図１および図２に示した感光体及びセンサーを示し、（ｂ）は（ａ）における長手方向の像高に対する光ビームの走査速度の分布を示した分布図である。 図３（ｂ）に示した像高に対する走査速度分布に基づいて逆特性となる補正量を求めた特性曲線である。 位相データに基づいて点灯制御用クロックとしての画素クロックを生成する画素クロック生成回路の構成を示したブロック図である。 （ａ）は、図５に示した画素クロック生成回路の位相データを「７」にした場合の動作例を説明するタイミングチャートであり、（ｂ）は、図５に示した画素クロック生成回路の位相データを「８」にした場合の動作例を説明するタイミングチャートであり、（ｃ）は、図５に示した画素クロック生成回路の位相データを「６」にした場合の動作例を説明するタイミングチャートである。 本実施形態にかかる画像形成装置の特徴的な構成を説明するブロック図である。 図７に示した画像形成装置により主走査領域を複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数は、同一値とした例を示すタイムチャートである。 本発明の画像形成方法を適用した画像形成装置の他の実施の形態を示す図である。 図９の画像形成装置により主走査領域を複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値とし、さらにエリア毎の補正クロック数ｍの値を可変とした例を示すタイムチャートである。 主走査領域を等間隔で複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値とし、さらにエリア毎の補正クロック数ｍの値を可変とした例を示すタイムチャートである。 主走査領域を等間隔で複数にエリア分割し、エリア毎の補正クロック数ｍは、同一値としたときの、画素クロック周波数ｆｃｌｋと画素の相対位置との関係を示すチャートである。

符号の説明

４０ 感光体
６０ 書込制御部
６１ 同期センサー
６２ ＬＤ駆動部
６３ レーザダイオード（ＬＤ）
６４ コリメートレンズ
６５ アパーチャー
６６ シリンダレンズ
６７ ポリゴンミラー
６８ ｆθレンズ
６９ 折り返しミラー
７０ 防塵ガラス

Claims (10)

1. 画像データに応じて点灯制御される発光源と、該発光源から出力される光ビームを主走査方向に偏向する偏向手段と、上記光ビームを集光する走査結像光学系と、上記光ビームが集光されたビームスポットの位置間隔の疎密を補正するビームスポット位置補正手段と、を備え、
   上記ビームスポット位置補正手段は、上記光ビームの発光タイミングを、上記発光源の点灯制御用クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて、上記点灯制御用クロックの位相を上記点灯制御用クロック１周期の１／ｎ単位（ｎ＝２以上の整数）で主走査方向の複数位置で補正制御する補正クロック数設定手段を有し、
   上記点灯制御用クロックの補正制御される位置は、走査領域を複数にエリア分割する分割手段と、分割されたエリア毎に補正クロック数を設定する設定手段とにより決定される画像形成装置において、
   上記補正クロック数設定手段は、上記分割されたエリア毎の補正クロック数を同一値 とすることにより、上記ビームスポットの位置間隔の疎密を補正するようにしたことを特徴とする画像形成装置。
2. 分割された各エリアで同一数にて挿入される補正クロック数ｍを、複数種類選択する選択手段を有し、
   前記補正クロック数設定手段は、
   補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、
   分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 請求項１または請求項２記載の画像形成装置において、
   同一の補正クロックを挿入する各エリアを、等間隔に分割する分割手段を有し、
   補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、
   分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の画像形成装置において、
   エリア毎の補正クロック数ｍを負の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より低く設定することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１記載の画像形成装置において、
   エリア毎の補正クロック数ｍを正の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より高く設定することを特徴とする画像形成装置。
6. 画像データに応じて点灯制御される発光源から出力される光ビームを主走査方向に偏向し、上記光ビームが集光されたビームスポットの軌跡が形成する照射面上における該ビームスポットの位置間隔の疎密をビームスポット位置補正手段で補正する際に、
   上記ビームスポット位置補正手段として、上記光ビームの発光タイミングを、上記発光源の点灯制御用クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて、上記点灯制御用クロックの位相を上記点灯制御用クロック１周期の１／ｎ単位（ｎ＝２以上の整数）で主走査方向の複数位置で補正制御し、
   上記点灯制御用クロックの補正制御される位置を、走査領域を複数にエリア分割し、分割されたエリア毎に補正クロック数を設定することにより決定する画像形成方法において、
   上記分割されたエリア毎の補正クロック数を同一値とすることにより、上記ビームスポットの位置間隔の疎密を補正することを特徴とする画像形成方法。
7. 分割された各エリアで同一数にて挿入される補正クロック数ｍを、複数種類選択可能とし、
   補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、
   分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする請求項６記載の画像形成方法。
8. 請求項６または請求項７記載の画像形成方法において、
   同一の補正クロックを挿入する各エリアを、等間隔に分割する分割手段を有し、
   補正前の周期がＴであるクロックに対し、分割されたエリア内のクロックのうち正の整数Ａ分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１＋１／ｎ）とし、
   分割されたエリア内のクロックのうち負の整数Ｂの絶対値分のクロックだけ補正する場合、エリア毎の補正されたクロック周期をＴ×（１−１／ｎ）とすることを特徴とする画像形成方法。
9. 請求項６記載の画像形成方法において、
   エリア毎の補正クロック数ｍを負の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より低く設定することを特徴とする画像形成方法。
10. 請求項６記載の画像形成方法において、
    エリア毎の補正クロック数ｍを正の同一値と設定したとき、最適な補正がなされるように、前記点灯制御用クロックの周波数を補正前より高く設定することを特徴とする画像形成方法。

Images