JP5696003B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、当該画像形成装置における露光時の光量を補正する技術に関する。

従来から、画像形成装置に設けられた露光装置において、集光レンズやミラーを介したレーザー光を感光体の周面上に一定速度で走査させることによって、感光体の周面上に潜像を形成する技術が知られている。このとき、感光体の周面に到達するまでに通過する集光レンズに対するレーザー光の入射角や集光レンズの厚み等、光学素子の特性に起因して、レーザー光の光量が感光体の周面上の走査位置によって異なることが知られている。

そこで、このような走査位置によるレーザー光の光量を均一に補正するために、例えば下記特許文献１には、光束を発生する光源手段と、この光源手段からの光束を偏向走査する偏向手段と、この偏向手段からの光束を被走査面に光スポットとして集光し、被走査面を走査する走査結像光学手段を有するビーム走査型画像形成装置において、光スポットの走査位置を検出し、検出された走査位置に対応して予め与えられた光量補正データに基づいて、光スポットの走査位置に対応してレーザー光の光量を制御する技術が記載されている。

具体的には、レーザー光源は、入力されたアナログ信号レベルに応じてレーザー光の光量を変化させるため、光量補正データをＤＡ（デジタルアナログ）コンバーターによってアナログ信号に変換して光源へ出力するようになっている。

特開２０００−７１５１０号公報

しかしながら、上記技術を用いて、補正値（光量補正データ）に基づいて光源の光量を補正する制御を行った場合には、ＤＡコンバーターの動作周波数に起因して生じたリップルがアナログ信号に重畳され、形成される潜像にも当該リップルが示す変動に対応する濃度変化が現れ、当該潜像を用いて形成された画像を目視した際に、ユーザーが視認できる程度の濃度変化が生じる虞があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＤＡコンバーターから出力された補正値を示すアナログ信号を用いて光量が補正されたレーザー光の走査によって形成された画像に、人が視認できる程度の濃度変化が見られることを回避することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、レーザー光の走査によって潜像が形成される表面を有する感光体と、前記感光体の表面を前記レーザー光によって走査する光源部と、前記感光体に形成された潜像を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記感光体の表面における前記レーザー光の走査位置に対応して予め定められた前記レーザー光の光量の補正値を出力する補正値出力部と、人が視認可能な最大の空間周波数に相当する周期である視認周期よりも短い周期である単位周期当りに前記補正値に応じた数のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号を出力するＰＤＭ信号出力部と、前記ＰＤＭ信号出力部から出力された前記パルス密度変調信号の高周波成分をカットしたアナログ信号を出力するローパスフィルターと、を備えたＤＡコンバーターと、前記潜像に対応する画像データに応じて前記光源部に前記レーザー光を出射させると共に、前記レーザー光の光量を前記アナログ信号に応じて調節するレーザー制御部と、を備え、前記レーザー制御部は、前記走査位置に形成する潜像の画像データに応じた信号レベルの画素信号を、当該走査位置に対応する前記補正値から生成された前記アナログ信号のレベルに応じて補正し、当該補正した信号レベルに応じた光量のレーザー光を前記光源部から出力させ、前記補正値出力部は、基準発振器から発振される基準クロック信号を分周して補正クロック信号を生成し、前記ＰＤＭ信号出力部は、ＰＤＭカウンターと、セレクターと、論理和演算回路とを備え、前記ＰＤＭカウンターは、最下位ビットから順に第１、第２、第３、第４ビットとする４つのビットを持つレジスタを備え、前記補正クロック信号のパルス数をカウントし、前記レジスタに記憶するものであり、前記第１ビットを第１パルス信号として出力し、前記第２ビットの立ち上がりタイミングと同期して、前記補正クロック信号の１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号を第２パルス信号として出力し、前記第３ビットの立ち上がりタイミングと同期して、前記補正クロック信号の１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号を第３パルス信号として出力し、前記第４ビットの立ち上がりタイミングと同期して、前記補正クロック信号の１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号を第４パルス信号として出力し、前記セレクターは、前記補正値と、前記第１〜第４パルス信号のうち選択対象となるパルス信号との関係を予め記憶するメモリーを用いて、前記ＰＤＭカウンターから出力された第１〜第４パルス信号のうち、前記補正値出力部から出力された補正値に応じたパルス信号を選択して出力し、前記論理和演算回路は、前記セレクターから出力されたパルス信号の論理和を示す信号をパルス密度変調信号として出力し、前記第４パルス信号の周期は、前記単位周期に設定されている。

この構成によれば、人が視認可能な最大の空間周波数に相当する周期である視認周期よりも短い周期を単位周期とするパルス密度変調信号がＰＤＭ信号出力部から出力される。そして、当該パルス密度変調信号の高周波成分をカットしたアナログ信号がローパスフィルターから出力される。したがって、ＤＡコンバーターから出力されるアナログ信号のリップルは、視認周期よりも短い周期で変動し、つまり、人が視認できない程度に高い周波数で変動するリップルとなる。

そして、レーザー制御部によって、潜像に対応する画像データに応じて光源部にレーザー光を出射させることが行われると共に、当該人が視認できない程度に高い周波数で変動するリップルを含むアナログ信号に応じてレーザー光の光量が調節される。このため、当該調整された光量のレーザー光の走査によって形成された潜像を用いて記録媒体に形成された画像に、人が視認できる程度の濃度変化が見られることを回避することができる。

また、前記視認周期は、前記光源部が前記感光体表面を１／１６ｍｍ走査する時間であることが好ましい。

人間の目は、７０ｃｐｄ（cycles per degree）以上の空間周波数を認識することができず、これは、２５０ｍｍの距離から紙面を見た場合において、１ｍｍ当りに１６本の線に相当することが知られている。つまり、感光体表面の１ｍｍ当りに１６本以上の線の潜像が形成された後、当該潜像を用いて紙面に画像が形成された場合に、人は各線を区別して視認することができない。

この構成によれば、感光体表面を１／１６ｍｍ走査する時間が視認周期とされるため、ＤＡコンバーターから出力されるアナログ信号のリップルは、感光体表面を１／１６ｍｍ走査する時間よりも短い周期で変動することとなり、当該アナログ信号に応じて光量が調整されたレーザー光の走査によって形成された潜像において、１ｍｍ当りに１６箇所以上の濃度変化が生じることとなる。このため、当該潜像を用いて記録媒体に形成された画像に、人が視認できる程度の濃度変化が見られることを回避することができる。

本発明によれば、ＤＡコンバーターから出力された補正値を示すアナログ信号を用いて光量が補正されたレーザー光の走査によって形成された画像に、人が視認できる程度の濃度変化が見られることを回避することができる画像形成装置を提供することが可能になる。

本発明に係る画像形成装置の一例である複写機の概略構造図。 複写機の電気的構成の一例を示すブロック図。 光走査装置の構成の一例を説明するための説明図。 ＤＡコンバーターの構成の一例を説明するための説明図。 （ａ）は４ビット構成のＰＤＭカウンターから出力されるパルス信号の一例を説明するための説明図。（ｂ）は（ａ）に示したパルス信号を用いてパルス密度変調信号の一例がＰＤＭ信号出力部から出力されることを説明するための説明図。 セレクターによって補正値出力部から出力される補正値に応じたパルス信号が選択されることを説明するための説明図。 感光体ドラムを露光するレーザー光の光量を補正する制御の一例を示すフローチャート。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置の一例である複写機の概略構造図である。図２は、図１に示す複写機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、複写機１は、本体部８と、本体部８の左方に配設されたスタックトレイ３と、本体部８の上部に配設された原稿読取部５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部６と、本体部８の内部に配設された制御部１０と、を備えている。

複写機１のフロント部には、操作パネル部４７が備えられている。操作パネル部４７は、表示部４７３と、操作キー部４７６とを備えている。表示部４７３は、例えばタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等によって構成されている。操作キー部４７６は、例えばユーザーが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等の各種キースイッチを備えている。

原稿読取部５は、露光ランプ５１１及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）５１２等（図２）からなるスキャナー部５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２及び原稿読取スリット５３とを備える。

スキャナー部５１は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを制御部１０へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット５３を介して原稿給送部６による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを制御部１０へ出力する。

原稿給送部６は、原稿を載置するための原稿載置部６１と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部６２と、原稿載置部６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿排出部６２へ排出する原稿搬送機構６３とを備える。

本体部８は、複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部４０へ搬送する給紙ローラー４１２と、給紙カセット４６１から搬出されてきた用紙に画像を形成する画像形成部４０と、画像が形成された用紙が排出される排出トレイ４８と、装置全体の動作制御を司る制御部１０とを備える。

画像形成部４０は、用紙搬送部４１、光走査装置４２、感光体ドラム（感光体）４３、現像部４４、転写部４５、及び定着部４６を備えている。

用紙搬送部４１は、画像形成部４０内の用紙搬送路中に設けられ、給紙ローラー４１２によって搬送されてきた用紙を感光体ドラム４３に供給する搬送ローラー４１３や、用紙をスタックトレイ３まで搬送する搬送ローラー４１４や、用紙を排出トレイ４８まで搬送する搬送ローラー４１５等を備えている。

光走査装置４２は、制御部１０から出力された画像データに基づいてレーザー光を出力し、当該レーザー光によって感光体ドラム４３を露光することで、感光体ドラム４３上に静電潜像を形成する。

現像部４４は、感光体ドラム４３上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。転写部４５は、感光体ドラム４３上のトナー像を用紙に転写する。定着部４６は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に定着させる。

制御部１０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、画像処理等の所定の処理を高速処理可能に構成された専用ハードウェアであるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、及び、これらの周辺回路等を備えている。

図２に示すように、制御部１０には、原稿読取部５、画像形成部４０、操作パネル部４７、基準発振器７０が接続されている。制御部１０は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムをＣＰＵによって実行することにより、装置内の各部の動作を制御し、原稿画像の複写を実行する。尚、制御部１０は、基準発振器７０から発振される基準クロック信号を用いて各部の動作タイミングを取る。

具体的には、制御部１０は、原稿読取部５によって原稿から読み取られた画像データに応じたレーザー光の出力を光走査装置４２に行わせることによって、感光体ドラム４３上に潜像の形成を行わせた後、現像部４４、転写部４５、定着部４６、及び用紙搬送部４１を用いて用紙上に画像の形成を行わせる。

以下では、制御部１０によって行われる制御のうち、感光体ドラム４３を露光するレーザー光の光量を補正する制御について説明する。当該レーザー光の光量を補正する制御に関連して、制御部１０は、特に、補正クロック生成部１１、補正値出力部１２、及び画像信号出力部１３として機能する。尚、補正クロック生成部１１、補正値出力部１２、及び画像信号出力部１３の詳細については後述する。

図３は、光走査装置４２の構成の一例を説明するための説明図である。図３に示すように、光走査装置４２は、光源部２９と、光センサー２１と、ＤＡ（デジタルアナログ）コンバーター２２と、レーザー制御部２３と、を備えている。

光源部２９は、レーザー光源９１、コリメータレンズ９２、プリズム９３、ポリゴンミラー９４、及びｆ−θレンズ９５を備えている。

レーザー光源９１は、後述のレーザー制御部２３から供給される電力に応じた光量のレーザー光を出力する。

コリメータレンズ９２は、レーザー光源９１から出力されるレーザー光を集光する。プリズム９３は、コリメータレンズ９２を透過した光を平行光に変換し、ポリゴンミラー９４に向けて放出する。

ポリゴンミラー９４は、入射光を感光体ドラム４３に向けて反射させる反射面を複数有し、図略の駆動モーターの駆動力によって例えば図３の矢印方向に一定速度で回転する。

ｆ−θレンズ９５は、ポリゴンミラー９４により反射されたレーザー光を感光体ドラム４３の周面上に所定の径を有するスポット状に結像し、感光体ドラム４３の周面を、感光体ドラム４３を回転可能に軸支する支持軸４３ａが延びる方向である主走査方向に等速度で走査させる。

光センサー２１は、画像の走査線における開始側の、感光体ドラム４３の端部付近に設けられている。光センサー２１は、レーザー光を受光すると、当該レーザー光を受光したことを示す検知信号ＢＤを制御部１０に向けて出力する。

ＤＡコンバーター２２は、後述の補正値出力部１２から入力されたレーザー光の光量を補正するための補正値ＣＶＤを示すデジタル信号をアナログ信号ＣＶＡに変換し、当該アナログ信号を後述のレーザー制御部２３に向けて出力する。

レーザー制御部２３は、後述の画像信号出力部１３から出力された、感光体ドラム４３の周面に形成する潜像に対応する画像データに応じた信号レベルの画像信号ＶＳＡが入力されると、当該画像信号ＶＳＡの信号レベルに応じた電力をレーザー光源９１へ供給する。これによって、画像データに応じた光量のレーザー光をレーザー光源９１に出力させる。また、レーザー制御部２３は、ＤＡコンバーター２２から出力された補正値ＣＶＤを示すアナログ信号ＣＶＡに応じて、レーザー光源９１への供給電力を調整することによって、レーザー光の光量を補正する。

以下では、補正クロック生成部１１、補正値出力部１２、画像信号出力部１３、ＤＡコンバーター２２、及びレーザー制御部２３によって、感光体ドラム４３を露光するレーザー光の光量を補正する制御について詳述する。

補正クロック生成部１１は、基準発振器７０から発振される基準クロック信号ＣＬＫを分周して補正クロック信号ＣＶＣＬＫを生成し、ＤＡコンバーター２２に向けて出力する。

補正値出力部１２は、レーザー光の光量の補正値ＣＶＤをＤＡコンバーター２２に向けて出力する。

具体的には、感光体ドラム４３の周面上を走査するときのレーザー光の光量は、ｆ−θレンズ９５に対する入射角やｆ−θレンズ９５の厚み等の光学特性に起因して、走査位置に応じて異なる光量となることが知られている。

そこで、例えば、レーザー光の光量を補正する度合いを示す補正値ＣＶＤが、試験運転等の実験値に基づいて、感光体ドラム４３の周面におけるレーザー光の走査位置に対応付けて予め定められ、ＲＯＭ等のメモリーに記憶されている。補正値出力部１２は、検知信号ＢＤが入力されてからの経過時間に基づいてレーザー光の走査位置を把握し、当該把握した走査位置に対応付けられた補正値ＣＶＤをメモリーから取得して、ＤＡコンバーター２２に向けて出力する。

画像信号出力部１３は、原稿読取部５から出力された画像データのうち、感光体ドラム４３の周面に形成する潜像の画像データに応じた信号レベルの画像信号ＶＳＡをレーザー制御部２３に向けて出力する。

ＤＡコンバーター２２は、例えば、図４に示すように、ＰＤＭ信号出力部３１と、ローパスフィルター３５と、を備えている。

ＰＤＭ信号出力部３１は、補正クロック生成部１１から出力された補正クロック信号ＣＶＣＬＫと同期を取りながら、人が視認可能な最大の空間周波数に相当する周期である視認周期よりも短い周期である単位周期Ｔ当りに、補正値出力部１２から出力された補正値ＣＶＤに応じた数のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。つまり、ＰＤＭ信号出力部３１は、補正値ＣＶＤを示す情報を送るための搬送波として用いられるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

ローパスフィルター３５は、ＰＤＭ信号出力部３１から出力されたパルス密度変調信号ＰＤＭＳを平滑することによってアナログ信号ＣＶＡを生成し、当該生成したアナログ信号ＣＶＡをレーザー制御部２３に向けて出力する。

具体的には、ＰＤＭ信号出力部３１は、ＰＤＭカウンター３２と、セレクター３３と、論理和演算回路３４と、を備えている。

ＰＤＭカウンター３２は、例えば４ビットｂ０〜ｂ３のレジスタＲを備え、補正クロック生成部１１から出力された補正クロック信号ＣＶＣＬＫのパルス数をカウントしてレジスタＲに記憶する。

レジスタＲは、４ビットのバイナリカウンターである。ＰＤＭカウンター３２は、例えば、図５（ａ）の実線部に示すように、ビットｂ０をそのままパルス信号ｘ１として出力し、ビットｂ１の立ち上がりタイミングと同期して、補正クロック信号ＣＶＣＬＫの１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号をパルス信号ｘ２として出力し、ビットｂ２の立ち上がりタイミングと同期して、補正クロック信号ＣＶＣＬＫの１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号をパルス信号ｘ３として出力し、ビットｂ３の立ち上がりタイミングと同期して、補正クロック信号ＣＶＣＬＫの１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号をパルス信号ｘ４として出力する。そして、最も周期が長いパルス信号ｘ４の周期が後述の単位周期Ｔとされている。

尚、図５（ａ）において、パルス信号ｘ２に重ねて記載した点線部は、レジスタＲの２桁目のビットｂ１が１である期間を示し、パルス信号ｘ３に重ねて記載した点線部は、レジスタＲの３桁目のビットｂ２が１である期間を示し、レジスタＲの４桁目のビットｂ３が１である期間を示している。

セレクター３３は、ＰＤＭカウンター３２から出力されるパルス信号ｘ１〜ｘ４のうち、補正値出力部１２から出力された補正値ＣＶＤに応じたパルス信号を選択して、当該選択したパルス信号を論理和演算回路３４に向けて出力する。

具体的には、ＰＤＭカウンター３２に備えられたレジスタＲのビット数及び各ビットに対応するパルス信号の数に応じてＤＡコンバーター２２の分解能が決定されるので、これに合わせて、補正値ＣＶＤの範囲が、当該ＤＡコンバーター２２の分解能に応じた数のレベルに予め分割されている。そして、例えば図６に示すように、補正値ＣＶＤと、パルス信号ｘ１〜ｘ４との対応付けが予め定められ、ＲＯＭ等のメモリーに記憶されている。尚、図６に示す例では、補正値ＣＶＤのレベルに応じて選択される信号を「１」で示している。

論理和演算回路３４は、セレクター３３から出力されたパルス信号の論理和を示す信号をパルス密度変調信号ＰＤＭＳとして出力する。

例えば、図４に示すようにレジスタＲがｂ０〜ｂ３の４ビットで構成され、各ビットｂ０〜ｂ３に対応する４つのパルス信号ｘ１〜ｘ４が出力される場合には、図６に示すように、補正値ＣＶＤの範囲は１６段階のレベルに予め分割され、各レベルと、パルス信号ｘ１〜ｘ４と、の対応付けが予め定められて、ＲＯＭ等のメモリーに記憶されている。

セレクター３３は、例えば１６段階中の１段階目（１／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合には、パルス信号ｘ４を選択し、論理和演算回路３４に向けて出力する。そして、論理和演算回路３４は、パルス信号ｘ４を示すパルス信号をパルス密度変調信号ＰＤＭＳとして出力する。つまり、この場合、図５（ｂ）に示すように、ＰＤＭ信号出力部３１は、単位周期Ｔの間に、１つのパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

同様にして、セレクター３３は、１６段階中の２段階目（２／１６）のレベル、１６段階中の４段階目（４／１６）のレベル、又は、１６段階中の８段階目（８／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合には、それぞれ、パルス信号ｘ３，ｘ２，ｘ１を選択して論理和演算回路３４に向けて出力する。この場合、図５（ｂ）に示すように、ＰＤＭ信号出力部３１は、単位周期Ｔの間に、それぞれ、２個、４個、８個のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

一方、セレクター３３は、２つのパルス信号を選択する場合がある。例えば、セレクター３３は、１６段階中の３段階目（３／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合には、２つのパルス信号ｘ４，ｘ３を選択し、当該２つのパルス信号ｘ４，ｘ３を論理和演算回路３４に向けて出力する。そして、論理和演算回路３４は、当該２つのパルス信号ｘ４，ｘ３の論理和を示すパルス信号をパルス密度変調信号ＰＤＭＳとして出力する。つまり、この場合、ＰＤＭ信号出力部３１は、図５（ｂ）に示すように、単位周期Ｔの間に３つのパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

同様にして、セレクター３３は、１６段階中の１２段階目（１２／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合は、２つのパルス信号ｘ２，ｘ１を選択し、当該２つのパルス信号ｘ２，ｘ１を論理和演算回路３４に向けて出力する。そして、論理和演算回路３４は、当該２つのパルス信号ｘ２，ｘ１の論理和を示すパルス信号をパルス密度変調信号ＰＤＭＳとして出力する。つまり、この場合、ＰＤＭ信号出力部３１は、図５（ｂ）に示すように、単位周期Ｔの間に１２個のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

同様にして、セレクター３３は、１６段階中の５段階目（５／１６）のレベル、１６段階中の６段階目（６／１６）のレベル、１６段階中の９段階目（９／１６）のレベル、又は、１６段階中の１０段階目（１０／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合にも、それぞれ、２つのパルス信号ｘ４，ｘ２、２つのパルス信号ｘ３，ｘ２、２つのパルス信号ｘ４，ｘ１、２つのパルス信号ｘ３，ｘ１を選択して論理和演算回路３４に向けて出力する。この場合、ＰＤＭ信号出力部３１は、図示を省略しているが、単位周期Ｔの間に、それぞれ、５個、６個、９個、１０個のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

また、セレクター３３は、３つのパルス信号を選択する場合がある。例えば、セレクター３３は、１６段階中の７段階目（７／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合には、３つのパルス信号ｘ４，ｘ３，ｘ２を選択し、当該３つのパルス信号ｘ４，ｘ３，ｘ２を論理和演算回路３４に向けて出力する。そして、論理和演算回路３４は、当該３つのパルス信号ｘ４，ｘ３，ｘ２の論理和を示すパルス信号をパルス密度変調信号ＰＤＭＳとして出力する。つまり、この場合、ＰＤＭ信号出力部３１は、図５（ｂ）に示すように、単位周期Ｔの間に７つのパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

同様にして、セレクター３３は、１６段階中の１１段階目（１１／１６）のレベル、１６段階中の１３段階目（１３／１６）のレベル、又は、１６段階中の１４段階目（１４／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合にも、それぞれ、３つのパルス信号ｘ４，ｘ３，ｘ１、３つのパルス信号ｘ４，ｘ２，ｘ１、３つのパルス信号ｘ３，ｘ２，ｘ１を選択して論理和演算回路３４に向けて出力する。この場合、ＰＤＭ信号出力部３１は、図示を省略しているが、単位周期Ｔの間に、それぞれ、１１個、１３個、１４個のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

また、セレクター３３は、４つのパルス信号を選択する場合がある。例えば、セレクター３３は、１６段階中の１５段階目（１５／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合には、４つのパルス信号ｘ４，ｘ３，ｘ２，ｘ１を選択する。そして、論理和演算回路３４は、当該４つのパルス信号ｘ４，ｘ３，ｘ２，ｘ１の論理和を示すパルス信号をパルス密度変調信号ＰＤＭＳとして出力する。つまり、この場合、ＰＤＭ信号出力部３１は、図５（ｂ）に示すように、単位周期Ｔの間に１５個のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

また、セレクター３３は、何れのパルス信号も選択しない場合がある。例えば、セレクター３３は、１６段階中の０段階目（０／１６）のレベルの補正値ＣＶＤが入力された場合、又は、補正値ＣＶＤが入力されなかった場合は、補正値ＣＶＤがレーザー光の光量を補正しないことを示すものとして、パルス信号ｘ１〜ｘ４の何れも選択しない。そして、論理和演算回路３４は、セレクター３３からパルス信号が入力されないため、ローレベルの信号をパルス密度変調信号ＰＤＭＳとして出力する。つまり、この場合、ＰＤＭ信号出力部３１は、図５（ｂ）に示すように、単位周期Ｔの間に１つもパルスを含まないパルス密度変調信号ＰＤＭＳを出力する。

尚、単位周期Ｔは、人が視認可能な最大の空間周波数に相当する周期である視認周期よりも短い周期となるように設定されている。上記のように、単位周期Ｔは、ＰＤＭカウンター３２に備えられたレジスタＲの最上位ビットｂ３の立ち上がり周期、すなわち、パルス密度変調信号ＰＤＭＳのパルス周期が最長となるときのそのパルス周期と対応している。また、ＰＤＭカウンター３２に備えられたレジスタＲのビット数及び各ビットに対応するパルス信号の数に応じて、ＤＡコンバーター２２の分解能が決定される。したがって、補正クロック信号ＣＶＣＬＫの周期と、ＤＡコンバーター２２に要求されるアナログ信号の出力の分解能によって決定されるＰＤＭカウンター３２に備えるレジスタＲのビット数及び各ビットに対応するパルス信号の数と、を適宜設定することによって、単位周期Ｔが調整される。

具体的には、人の目は、７０ｃｐｄ（cycle per degree）以上の空間周波数を認識することができず、これは２５０ｍｍの距離から紙面を見た場合に、１ｍｍ当りに１６本の線に相当することが知られている。つまり、人は、２５０ｍｍの距離離れた位置から、１ｍｍ当りに１６本以上の線の画像（１インチ当りでは、２５．４×１６＝４０６．４本、つまり、解像度が４０６．４ｄｐｉの画像）を見た場合に、各線を区別して視認することができないことが知られている。

そこで、補正クロック生成部１１において、例えば、光源部２９が感光体ドラム４３の周面を１／１６ｍｍ走査するのに要する時間を視認周期として、単位周期Ｔが、光源部２９が感光体ドラム４３の周面を１／１６ｍｍ走査するのに要する時間よりも短くなるように、補正クロック信号ＣＶＣＬＫの周期が調整して設定される。

例えば、図４に示すように、ＤＡコンバーター２２に要求されるアナログ信号の出力の分解能が１６であって、これに応じて、ＰＤＭカウンター３２が４ビットｂ０〜ｂ３のレジスタＲを備え、各ビットｂ０〜ｂ３に対応して４つのパルス信号ｘ１〜ｘ４が出力されるように構成されている場合に、走査速度が１秒当り１００ｍであり、つまり、１／１６ｍｍ走査するのに要する時間が１０／１６マイクロ秒であるとする。この場合、補正クロック信号ＣＶＣＬＫの周期が１０／２５６マイクロ秒（補正クロック信号ＣＶＣＬＫの周波数が２５．６ＭＨｚ）に設定されるように、補正クロック生成部１１は、基準クロック信号ＣＬＫを分周する。

以下では、図７を用いて、感光体ドラム４３を露光するレーザー光の光量を補正する制御の流れについて説明する。

ユーザーによる操作パネル部４７の操作等によって複写機能の実行指示が入力され、制御部１０によって、原稿読取部５から出力された画像データに従って画像形成部４０による画像の形成動作が開始されると（Ｓ１）、レーザー制御部２３は、レーザー光の光量を調節することなく、予め定められた光量のレーザー光をレーザー光源９１に出力させる（Ｓ２）。

そして、制御部１０によって光センサー２１から出力された検知信号ＢＤが受信されると（Ｓ３；ＹＥＳ）、補正クロック生成部１１は、基準発振器７０から出力された基準クロック信号を分周して生成した補正クロック信号ＣＶＣＬＫをＤＡコンバーター２２に向けて出力する（Ｓ４）。尚、ステップＳ４において、補正クロック生成部１１から出力される補正クロック信号ＣＶＣＬＫの周期は、単位周期Ｔが視認周期よりも短くなるように予め設定されている。

次に、補正値出力部１２は、レーザー光の走査位置に対応する補正値ＣＶＤをメモリーから取得してＤＡコンバーター２２に向けて出力する（Ｓ５）。

そして、ＤＡコンバーター２２において、ＰＤＭ信号出力部３１は、補正クロック生成部１１から入力される補正クロック信号ＣＶＣＬＫと、補正値出力部１２から入力される補正値ＣＶＤとを用いて、単位周期Ｔ当りに、補正値ＣＶＤに応じた数のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号ＰＤＭＳをローパスフィルター３５に向けて出力する（Ｓ６）。

そして、ローパスフィルター３５は、ＰＤＭ信号出力部３１から出力されたパルス密度変調信号ＰＤＭＳを平滑することによってアナログ信号ＣＶＡを生成し、当該生成したアナログ信号ＣＶＡをレーザー制御部２３に向けて出力する（Ｓ７）。

そして、レーザー制御部２３は、画像信号生成１３から出力される、原稿読取部５から出力された画像データのうち、感光体ドラム４３の周面におけるレーザー光の走査位置に形成する潜像の画像データに応じた信号レベルの画像信号ＶＳＡを、ＤＡコンバーター２２から出力されたアナログ信号ＣＶＡの信号レベルに応じて補正して、レーザー光源９１から当該補正した信号レベルに応じた光量のレーザー光を出力させる（Ｓ８）。

そして、制御部１０は、１ライン分の露光が完了したか否かを判定し（Ｓ９）、１ライン分の露光が完了していないと判定した場合には（Ｓ９；ＮＯ）、レーザー光による主走査方向への走査を進行させるべく、ステップＳ４に移行する。

一方、制御部１０は、ステップＳ９において、１ライン分の露光が完了したと判定した場合には（Ｓ９；ＹＥＳ）、全ライン分の露光が完了したか否かを判定する（Ｓ１０）。

制御部１０は、ステップＳ１０において、全ライン分の露光が完了していないと判定した場合には（Ｓ１０；ＮＯ）、次のライン分の露光を行わせるべく、感光体ドラム４３を所定回転角度だけ回転駆動させて、ステップＳ２に移行する。

一方、制御部１０は、ステップＳ１０において、全ライン分の露光が完了したと判定した場合には（Ｓ１０；ＹＥＳ）、露光部２９による感光体ドラム４３の露光を終了するとともに、感光体ドラム４３を露光するレーザー光の光量の補正の制御を終了する。

このように、ステップＳ６において、人が視認可能な最大の空間周波数に相当する周期である視認周期よりも短い周期を単位周期Ｔとするパルス密度変調信号ＰＤＭＳがＰＤＭ信号出力部３１から出力され、ステップＳ７において、当該パルス密度変調信号ＰＤＭＳの高周波成分をカットしたアナログ信号ＣＶＡがローパスフィルターから出力される。したがって、ＤＡコンバーター２２から出力されるアナログ信号ＣＶＡのリップルは、視認周期よりも短い周期で変動し、つまり、人が視認できない程度に高い周波数で変動するリップルとなる。

そして、ステップＳ８において、レーザー制御部２３によって、潜像に対応する画像データに応じて光源部２９にレーザー光を出射させることが行われると共に、当該人が視認できない程度に高い周波数で変動するリップルを含むアナログ信号ＣＶＡに応じてレーザー光の光量が調節される。このため、当該調整された光量のレーザー光の走査によって形成された潜像を用いて記録媒体に形成された画像に、人が視認できる程度の濃度変化が見られることを回避することができる。

尚、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明に係る画像形成装置を複写機１に適用する例について説明したが、これに限らず、本発明に係る画像形成装置を、カラー画像形成用のカラープリンターや、スキャナー装置、ファクシミリ装置、プリンター装置及びコピー装置に適用してもよい。

また、上記実施形態において図１乃至図６に示した構成及び設定は単なる一例に過ぎず、本発明を当該実施形態に限定する趣旨ではない。例えば、ＰＤＭカウンター３２に備えられたレジスタＲは、４ビットのレジスタに限定する趣旨ではなく、８ビットのレジスタで構成してもよい。

１ 複写機（画像形成装置）
１０ 制御部
１１ 補正クロック生成部
１２ 補正値出力部
１３ レーザー制御部
２３ ＤＡコンバーター
２９ 光源部
３１ ＰＤＭ信号出力部
３２ ＰＤＭカウンター
３３ セレクター
３４ 論理和演算回路
３５ ローパスフィルター
４０ 画像形成部
４２ 光走査装置
４３ 感光体ドラム（感光体）
７０ 基準発振器
９１ レーザー光源
ｘ１〜ｘ４ パルス信号
ｂ１〜ｂ４ ビット
ＣＶＤ 補正値
ＰＤＭＳ パルス密度変調信号
Ｔ 単位周期

Claims (2)

1. レーザー光の走査によって潜像が形成される表面を有する感光体と、
   前記感光体の表面を前記レーザー光によって走査する光源部と、
   前記感光体に形成された潜像を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記感光体の表面における前記レーザー光の走査位置に対応して予め定められた前記レーザー光の光量の補正値を出力する補正値出力部と、
   人が視認可能な最大の空間周波数に相当する周期である視認周期よりも短い周期である単位周期当りに前記補正値に応じた数のパルスを含むパルス列からなるパルス密度変調信号を出力するＰＤＭ信号出力部と、前記ＰＤＭ信号出力部から出力された前記パルス密度変調信号の高周波成分をカットしたアナログ信号を出力するローパスフィルターと、を備えたＤＡコンバーターと、
   前記潜像に対応する画像データに応じて前記光源部に前記レーザー光を出射させると共に、前記レーザー光の光量を前記アナログ信号に応じて調節するレーザー制御部と、を備え、
   前記レーザー制御部は、前記走査位置に形成する潜像の画像データに応じた信号レベルの画素信号を、当該走査位置に対応する前記補正値から生成された前記アナログ信号のレベルに応じて補正し、当該補正した信号レベルに応じた光量のレーザー光を前記光源部から出力させ、
   前記補正値出力部は、基準発振器から発振される基準クロック信号を分周して補正クロック信号を生成し、
   前記ＰＤＭ信号出力部は、ＰＤＭカウンターと、セレクターと、論理和演算回路とを備え、
   前記ＰＤＭカウンターは、最下位ビットから順に第１、第２、第３、第４ビットとする４つのビットを持つレジスタを備え、前記補正クロック信号のパルス数をカウントし、前記レジスタに記憶するものであり、
   前記第１ビットを第１パルス信号として出力し、
   前記第２ビットの立ち上がりタイミングと同期して、前記補正クロック信号の１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号を第２パルス信号として出力し、
   前記第３ビットの立ち上がりタイミングと同期して、前記補正クロック信号の１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号を第３パルス信号として出力し、
   前記第４ビットの立ち上がりタイミングと同期して、前記補正クロック信号の１周期の期間だけハイレベルとなるパルス信号を第４パルス信号として出力し、
   前記セレクターは、前記補正値と、前記第１〜第４パルス信号のうち選択対象となるパルス信号との関係を予め記憶するメモリーを用いて、前記ＰＤＭカウンターから出力された第１〜第４パルス信号のうち、前記補正値出力部から出力された補正値に応じたパルス信号を選択して出力し、
   前記論理和演算回路は、前記セレクターから出力されたパルス信号の論理和を示す信号をパルス密度変調信号として出力し、
   前記第４パルス信号の周期は、前記単位周期に設定されている画像形成装置。
2. 前記視認周期は、前記光源部が前記感光体表面を１／１６ｍｍ走査する時間である請求項１に記載の画像形成装置。

Images