JP6424548B2

JP6424548B2 - 露光装置および画像形成装置

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Publication number: JP6424548B2
Application number: JP2014199756A
Authority: JP
Inventors: 淳一横井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: US9651890B2; US20160091817A1; JP2016068370A

Description

本発明は、像面を走査露光するための露光装置および当該露光装置を備えた画像形成装置に関する。

放射ノイズを低減するために、露光装置の露光制御に用いるクロックの周波数をスペクトラム拡散により変調する技術では、発光時間がクロックに依存するため、クロックの周波数が高いところと低いところとで各画素における露光量が異なり、画像に濃淡がでるという問題がある。これに対して、従来技術では、１つの走査線を走査するための走査周期と、クロックの変調周期とを所定の関係となるように設定することで、複数の走査線において変調波形（クロックの周波数の変動）の位相をずらして、画像の濃淡を補正している（特許文献１参照）。

特開２００７−１２５７８５号公報

ところで、スペクトラム拡散の変調周期は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）や回路などの構成に依存する。これに対し、走査周期は、紙送り速度やドラム感度などに応じて調整する必要がある。そのため、変調周期を走査周期と所定の関係となるように変更可能にする必要があるので、ＡＳＩＣや回路の構成が複雑化する。

そこで、本発明は、変調周期を変更することなく、複数の画素間の露光量の差を軽減することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る露光装置は、主走査方向に配列された複数の発光部を有し、像面を前記主走査方向に走査露光することで１つの走査線を形成し、副走査方向にずらした複数の走査線によって、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する露光部と、所定の変調周期で周波数拡散されたクロックを生成する発振部と、前記クロックに基づいた発光時間で前記露光部を発光させる駆動部と、を備える。
前記複数の走査線の露光開始時刻の間隔の少なくとも１つは、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する時間を前記複数の走査線の数で割った基準時間と異なる値に設定されている。

言い換えると、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する時間を前記複数の走査線の数ｎで割った時間を基準時間とし、前記複数の走査線のうち最初の走査線の露光開始時刻ｔｓ_１と同じ時刻および前記露光開始時刻ｔｓ_１から前記基準時間ずつずれた時刻をそれぞれ基準時刻ｔｒｅｆ_１〜ｔｒｅｆ_ｎとした場合には、各走査線の露光開始時刻ｔｓ_１〜ｔｓ_ｎのうち少なくとも１つの露光開始時刻ｔｓ_ｋは、当該露光開始時刻ｔｓ_ｋに対応した基準時刻ｔｒｅｆ_ｋと異なる時刻に設定されている。

この構成によれば、露光開始時刻の間隔を基準時間と異ならせる（露光開始時刻ｔｓ_ｋを基準時刻ｔｒｅｆ_ｋと異ならせる）ことで、複数の走査線において変調波形の位相をずらすことができるので、変調周期を変更することなく、複数の画素間の露光量の差を軽減することができる。

また、前記した構成において、前記間隔の少なくとも１つは、前記基準時間よりも短い時間に設定することができる。言い換えると、前記露光開始時刻ｔｓ_ｋは、前記基準時刻ｔｒｅｆ_ｋよりも早い時刻に設定することができる。

また、前記した構成において、前記間隔の少なくとも１つは、前記基準時間よりも長い時間に設定することができる。言い換えると、前記露光開始時刻ｔｓ_ｋは、前記基準時刻ｔｒｅｆ_ｋよりも遅い時刻に設定することができる。

また、前記した構成において、前記基準時間よりも短い間隔の間に走査される走査線の数は、前記基準時間よりも長い間隔の間に走査される走査線の数よりも多くすることができる。

これによれば、基準時間よりも短い間隔の間に走査される走査線の数を多くすることで、余った時間（基準時間−間隔）を、基準時間よりも長い間隔として使うことができるので、所定の走査線の露光開始から基準時間よりも長い間隔の後に露光が開始される走査線を書き出すタイミングを大きくずらすことができる。

また、前記した構成において、前記複数の走査線のうち、対応する基準時刻よりも早い露光開始時刻で走査が開始される走査線の数は、対応する基準時刻よりも遅い露光開始時刻で走査が開始される走査線の数よりも多くすることができる。

また、前記した構成において、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する前記複数の走査線の数ｎは、ｎ≧４とすることができる。

これによれば、例えば基準時間よりも短い間隔の間に走査される走査線の数を多くすることによる得られる余り時間の積算値をより大きくすることができるので、走査線を書き出すタイミングをより大きくずらすことができる。

また、前記した構成において、前記複数の走査線のそれぞれの露光時間は、前記基準時間に対して９０％以下に設定することができる。

このように露光時間を基準時間に対して９０％以下に設定することで、所定の走査線の走査終了から次の走査線の走査開始までの待ち時間の設定に自由度を持たせることができる。

また、前記した構成において、前記変調周期に対応した変調波形は、時間に対して周波数が正弦波状に変化する波形とすることができる。

また、前記した構成において、前記駆動部は、１つの画素につき所定のクロック数に対応する時間、前記露光部を発光させるように構成することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記した露光装置に加え、当該露光装置によって静電潜像が形成される感光体を備える。

本発明によれば、変調周期を変更することなく、複数の画素間の露光量の差を軽減することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの全体構成を示す断面図である。ＬＥＤユニットを下から見た図（ａ）と、ＳＬＥＤチップを拡大して示す図（ｂ）と、画素、走査線および露光スポットの関係を示す図（ｃ）である。ＬＥＤ制御基板の構成や配線を示す図である。基準の周波数で発振されるクロックを示す図（ａ）と、周波数拡散されたクロックを示す図（ｂ）である。変調周期を示す図である。基準時間や各露光開始時刻等の関係を示す図である。各走査線の変調波形を示す図（ａ）と、複数の画素における露光量の変動を示す図（ｂ）と、１つの画素を形成する４つの露光スポットを示す図（ｃ）である。基準時間おきに各走査線を走査したときの各走査線の変調波形を示す図（ａ）と、複数の画素における露光量の変動を示す図（ｂ）である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下の説明において、方向は、画像形成装置の一例としてのカラープリンタ使用時のユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって左側を「前側」、紙面に向かって右側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「左側」、紙面に向かって手前側を「右側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

図１に示すように、カラープリンタ１は、本体筐体１０内に、用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、画像が形成された用紙Ｐを排出する排紙部９０と、画像を形成するときに各部を制御するメイン基板１００とを備えている。

本体筐体１０の上部には、本体筐体１０に設けられた開口部を開閉するアッパーカバー１１が、後側に設けられた回動軸１２を支点として上下に回動可能に設けられている。アッパーカバー１１の上面は、本体筐体１０から排出された用紙Ｐを蓄積する排紙トレイ１３となっており、下面にはＬＥＤユニット４０を保持する複数の保持部材１４が設けられている。また、アッパーカバー１１内には、ＬＥＤ制御基板１１０と、ＬＥＤ制御基板１１０に対面するシールド板１２０が設けられている。

給紙部２０は、本体筐体１０内の下部に設けられ、本体筐体１０に着脱可能に装着される給紙トレイ２１と、この給紙トレイ２１から用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙供給機構２２を主に備えている。

このように構成される給紙部２０では、給紙トレイ２１内の用紙Ｐが、一枚ずつ分離されて上方へ送られ、画像形成部３０に供給される。

画像形成部３０は、露光装置ＥＤと、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、定着ユニット８０とから主に構成されている。露光装置ＥＤは、前述したＬＥＤ制御基板１１０と、４つのＬＥＤユニット４０とを備えている。

ＬＥＤユニット４０は、感光体の一例としての感光ドラム５３の上方に配置され、ＬＥＤヘッド４１と、バックプレート４２とを主に備え、ＬＥＤヘッド４１が感光ドラム５３に対向して配置されている。

図２（ａ）に示すように、ＬＥＤヘッド４１は、感光ドラム５３と対向する面に、露光部の一例としてのＳＬＥＤ（Self‐Scanning Light Emitting Device）チップ４１Ａを２０個有し、これらのＳＬＥＤチップ４１Ａは、主走査方向（左右方向）に沿って千鳥配列されている。詳しくは、前後方向にずれて左右に隣接する一対のＳＬＥＤチップ４１Ａの組が、左右方向に沿って１０組並んでいる。

図２（ｂ）に示すように、ＳＬＥＤチップ４１Ａは、主走査方向に配列された複数の発光部の一例としての２５６個の発光素子ＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ２５６）を有している。各々のＳＬＥＤチップ４１Ａは、所定の露光時間Ｔｅにて、１個目の発光素子ＬＤ１から２５６個目の発光素子ＬＤ２５６までが順次明滅制御されることで、図２（ｃ）に示すように、感光ドラム５３の表面（像面）を主走査方向に走査露光して、１つの走査線ＳＬ（例えば１ライン目の走査線ＳＬ１）を形成するようになっている。詳しくは、各ＳＬＥＤチップ４１Ａは、それぞれ同時に明滅制御が開始され、それぞれ同時に明滅制御が終了するようになっており、各ＳＬＥＤチップ４１Ａの明滅制御が同時に終了したときには、１つの走査線ＳＬが形成されるようになっている。

なお、本実施形態では、副走査方向にずらした４つの走査線ＳＬ１〜ＳＬ４によって、主走査方向に並んだ複数の画素ＰＸ（ＰＸ１〜ＰＸ２５６）が形成されるようになっている。詳しくは、１つの発光素子ＬＤによって感光ドラム５３上に静電潜像として形成される露光スポットＳＰが、感光ドラム５３の回転に伴って副走査方向にずれながら順次重ねられることで、１つの画素ＰＸが形成されるようになっている。なお、以下の説明では、１ライン目の走査線ＳＬ１を第１走査線ＳＬ１、２ライン目の走査線ＳＬ２を第２走査線ＳＬ２、３ライン目の走査線ＳＬ３を第３走査線ＳＬ３、４ライン目の走査線ＳＬ４を第４走査線ＳＬ４とも呼ぶこととする。

そして、各ＳＬＥＤチップ４１Ａは、形成すべき画像のデータに基づいて、ＬＥＤ制御基板１１０より信号が入力されて各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ２５６を明滅させることで、感光ドラム５３の表面を露光する。なお、ＬＥＤ制御基板１１０の構成などについては、後で詳述する。

図１に戻って、バックプレート４２は、ＬＥＤヘッド４１を支持する部材であり、保持部材１４を介してアッパーカバー１１に揺動自在に取り付けられている。これにより、ＬＥＤユニット４０は、アッパーカバー１１を上方へ回動させることで、感光ドラム５３と対向する露光位置から上方の退避位置へ移動する。

プロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１１と給紙部２０との間で前後方向に並んで配置され、感光体ドラム５３と、帯電器５４と、現像ユニット６１とを備えている。このプロセスカートリッジ５０は、アッパーカバー１１を上方へ回動させた後、本体筐体１０の開口部から交換可能となっている。なお、各プロセスカートリッジ５０は、現像ユニット６１に収容されるトナー（現像剤）の色が相違するのみであり、構成は同一である。

転写ユニット７０は、給紙部２０と各プロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３および転写ローラ７４を主に備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が張設されている。

定着ユニット８０は、各プロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置され、加熱ローラ８１と、加熱ローラ８１と対向配置され加熱ローラ８１を押圧する加圧ローラ８２とを備えている。

このように構成される画像形成部３０では、まず、各感光ドラム５３の表面が、帯電器５４により一様に帯電された後、各ＬＥＤヘッド４１から照射されるＬＥＤ光により露光される。これにより、各感光ドラム５３上に画像データに基づく静電潜像が形成される。

そして、静電潜像に現像ユニット６１からトナーが供給されることで、各感光ドラム５３上にトナー像が形成される。

そして、搬送ベルト７３上に供給された用紙Ｐが各感光ドラム５３と搬送ベルト７３の内側に配置される各転写ローラ７４との間を通過することで、各感光ドラム５３上に形成されたトナー像が用紙Ｐ上に順次転写される。用紙Ｐが加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過すると、用紙Ｐ上に転写されたトナー像が熱定着される。

トナー像が転写され、熱定着された用紙Ｐは、本体筐体１０の外部に排出されて排紙トレイ１３に蓄積される。

次に、ＬＥＤ制御基板１１０の構成やその付近の配線構造などについて詳細に説明する。最初に、配線構造を簡単に説明する。

図３に示すように、メイン基板１００は、画像形成時にカラープリンタ１の各部を制御するものである。具体的には、感光ドラム５３や駆動ローラ７１の回転速度、給紙部２０や定着ユニット８０での用紙Ｐの搬送速度、各発光素子ＬＤの発光のタイミングなどを直接または他の制御基板（例えば、ＬＥＤ制御基板１１０）などを介して間接的に制御する。

ＬＥＤ制御基板１１０は、形成すべき画像のデータに基づいて各ＬＥＤヘッド４１の各ＳＬＥＤチップ４１Ａに信号を出力し、その発光を制御するものである。

各ＬＥＤヘッド４１とＬＥＤ制御基板１１０とは、それぞれ、複数の信号線を有するフラットケーブル１３０により電気的に接続されている。また、ＬＥＤ制御基板１１０とメイン基板１００とは、複数の信号線を有するフラットケーブル１４０により電気的に接続されている。

なお、本実施形態では、ＬＥＤ制御基板１１０の電力は、本体筐体１０内にメイン基板１００とは別に設けられた電源基板１５０から供給されている。電源基板１５０から引き出されたケーブル１５１は、ＬＥＤ制御基板１１０に接続されている。

次に、ＬＥＤ制御基板１１０の構成を詳細に説明する。
ＬＥＤ制御基板１１０は、発振部１１１と、駆動部１１２とを備えている。

発振部１１１は、図４（ａ）に示すような、一定の周期（例えば１００ＭＨｚ）のクロック（パルス信号）を所定の変調周期Ｔｍで周波数拡散することで、図４（ｂ）に示すような周波数拡散されたクロックを生成するように構成されている。具体的には、発振部１１１はＳＳＣＧ（Spread Spectrum Clock Generator）により構成されている。つまり、周波数拡散されたクロックの周波数は、基準周波数ｆｂ（例えば１００ＭＨｚ）を基準に、±数％（例えば１％）で変化するようになっている。

詳しくは、図５に示すように、変調周期Ｔｍに対応した変調波形ＷＰの変化に応じて、クロックの周波数が変化するようになっている。ここで、図５のグラフの縦軸は、クロックの周波数である。また、本実施形態では、変調波形ＷＰは、時間に対して周波数が正弦波状に変化する波形となっている。

駆動部１１２は、周波数拡散されたクロックに基づいた発光時間で各ＬＥＤヘッド４１の各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ２５６を発光させるように構成されている。詳しくは、駆動部１１２は、１つの発光素子ＬＤに対して所定のクロック数（例えば、５２クロック）に対応した時間だけ発光させることで、１つの露光スポットＳＰを形成している。より詳しくは、駆動部１１２は、例えば、１つの露光スポットＳＰ分に割り当てられたクロック数が７２クロックである場合には、そのうちの５２クロックに対応した時間だけ発光させて１つの露光スポットＳＰを形成している。なお、この例では、１個目の発光素子ＬＤ１から２５６個目の発光素子ＬＤ２５６までの明滅制御にかかる時間、つまり前述した露光時間Ｔｅは、１８４３２（７２×２５６）クロックとなる。

そして、駆動部１１２は、４つの露光スポットＳＰによって１つの画素ＰＸを形成する場合には、１つの画素ＰＸにつき前述した所定のクロック数（例えば、５２クロック）の４倍のクロック数（例えば、２０８クロック）に対応する時間、発光素子ＬＤを発光させている。

次に、図６を参照して、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４の露光開始のタイミングを決めるための設定について詳細に説明する。ここで、図６において、基準時間Ｔｒｅｆは、主走査方向に並んだ複数の画素ＰＸ１〜ＰＸ２５６を形成するのに必要な画素形成時間Ｔ０を、複数の走査線ＳＬ１〜ＳＬ４の数（ｎ＝４）で割った時間をいう。詳しくは、画素形成時間Ｔ０は、第１走査線ＳＬ１の露光を開始してから、第４走査線ＳＬ４の露光を終了し、次の画素を形成する第１走査線の露光を開始するまでの時間である。また、基準時刻ｔｒｅｆ_１〜ｔｒｅｆ_４は、それぞれ各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４の各露光開始時刻ｔｓ_１〜ｔｓ_４に対応した時刻であり、４本の走査線ＳＬ１〜ＳＬ４のうち最初の第１走査線ＳＬ１の露光開始時刻ｔｓ１と同じ時刻および当該露光開始時刻ｔｓ１から基準時間Ｔｒｅｆずつずれた時刻をいう。

ここで、一般的に、副走査方向にずれた複数の走査線を走査する場合には、各走査線の書き出し（露光開始）を一定の周期で行っている。そのため、前述した算出方法で算出される基準時間Ｔｒｅｆは、各走査線の書き出しタイミングを一定のタイミングで行うために通常のＬＥＤ制御で使用する走査周期に相当する。本実施形態では、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４の書き出しのタイミングを、一定の周期（基準時間Ｔｒｅｆ）では行わずに、第４走査線ＳＬ４の書き出しタイミングを、他の走査線ＳＬ１〜ＳＬ３とは異なるタイミングとなるように設定している。

また、本実施形態において、基準時間Ｔｒｅｆおよび画素形成時間Ｔ０は、変調周期Ｔｍの整数倍となっている。詳しくは、基準時間Ｔｒｅｆは、変調周期Ｔｍの２倍となり、画素形成時間Ｔ０は、変調周期Ｔｍの８倍となっている。また、露光時間Ｔｅは、基準時間Ｔｒｅｆに対して９０％以下に設定されている。なお、基準時間Ｔｒｅｆや画素形成時間Ｔ０は、変調周期Ｔｍの整数倍でなくてもよい。

また、図６において、ＯＮは、各発光素子ＬＤ１〜ＬＤ２５６の明滅制御が実行されていることを示し、ＯＦＦは、明滅制御が実行されていないことを示している。

図６に示すように、第１走査線ＳＬ１の露光開始時刻ｔｓ_１から第２走査線ＳＬ２の露光開始時刻ｔｓ_２までの間隔と、第２走査線ＳＬ２の露光開始時刻ｔｓ_２から第３走査線ＳＬ３の露光開始時刻ｔｓ_３までの間隔は、基準時間Ｔｒｅｆよりも短い第１間隔Ｇ１に設定されている。また、第３走査線ＳＬ３の露光開始時刻ｔｓ_３から第４走査線ＳＬ４の露光開始時刻ｔｓ_４までの間隔は、基準時間Ｔｒｅｆよりも長い第２間隔Ｇ２に設定されている。さらに、第４走査線ＳＬ４の露光開始時刻ｔｓ_４から次の画素ＰＸを形成するための第１走査線ＳＬ１の露光開始時刻ｔｓ_１までの間隔は、第１間隔Ｇ１に設定されている。

詳しくは、第１間隔Ｇ１は、前述した露光時間Ｔｅに第１待ち時間Ｔｗ１を加えた時間に設定され、第２間隔Ｇ２は、露光時間Ｔｅに第１待ち時間Ｔｗ１よりも長い第２待ち時間Ｔｗ２を加えた時間に設定されている。ここで、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４をすべて第１間隔Ｇ１の間に形成する場合には、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４をすべて基準時間Ｔｒｅｆの間に行う形態に比べ、４・（Ｔｒｅｆ−Ｇ１）だけ時間が余ることになる。なお、Ｔｒｅｆ−Ｇ１は、後述する第１時間αに相当する。本実施形態では、この余りの時間４・αが、すべて第２待ち時間Ｔｗ２の一部として使われている。詳しくは、第２待ち時間Ｔｗ２は、第１待ち時間Ｔｗ１に、前述した余りの時間４・αを加えた値となっている。なお、露光時間Ｔｅを、基準時間Ｔｒｅｆに対して９０％以下に設定することで、第１待ち時間Ｔｗ１及び第２待ち時間Ｔｗ２の設定に自由度を持たせることができる。

なお、露光時間Ｔｅは、実際に走査露光が実行される時間（１個目の発光素子ＬＤ１から２５６個目の発光素子ＬＤ２５６までを実際に明滅制御している時間）であり、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４のそれぞれに対して同じ時間に設定されている。これに対し、待ち時間Ｔｗ１，Ｔｗ２は、２５６個目の発光素子ＬＤ２５６に対する明滅制御を終了した時点から次の１個目の発光素子ＬＤ１の明滅制御を開始する時点までの空き時間、つまり発光素子ＬＤ１〜ＬＤ２５６の明滅制御を一切行わない時間となっている。

このように各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４の露光開始時刻ｔｓ_１〜ｔｓ_４の間隔を設定することで、第２走査線ＳＬ２、第３走査線ＳＬ３および第４走査線ＳＬ４の各露光開始時刻ｔｓ_２〜ｔｓ_４は、それらに対応する各基準時刻ｔｒｅｆ_２〜ｔｒｅｆ_４とは異なる時刻となっている。言い換えると、ｋライン目の走査線の露光開始時刻ｔｓ_ｋと、当該露光開始時刻ｔｓ_ｋに対応する基準時刻ｔｒｅｆ_ｋとの関係は、ｋ＝１である場合に、ｔｓ_ｋ＝ｔｒｅｆ_ｋとなり、ｋ＝２，３，４の場合に、ｔｓ_ｋ≠ｔｒｅｆ_ｋとなっている。

詳しくは、第２走査線ＳＬ２の露光開始時刻ｔｓ_２は、当該露光開始時刻ｔｓ_２に対応する基準時刻ｔｒｅｆ_２よりも第１時間αだけ早い時刻に設定され、第３走査線ＳＬ３の露光開始時刻ｔｓ_３は、当該露光開始時刻ｔｓ_３に対応する基準時刻ｔｒｅｆ_３よりも第２時間βだけ早い時刻に設定されている。このとき、第２時間βは、第１時間αの２倍の時間である。また、第４走査線ＳＬ４の露光開始時刻ｔｓ_４は、当該露光開始時刻ｔｓ_４に対応する基準時刻ｔｒｅｆ_４よりも第１時間αだけ遅い時刻に設定されている。

基準時間Ｔｒｅｆよりも短い第１間隔Ｇ１の間に走査される走査線（ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ４）の数は、基準時間Ｔｒｅｆよりも長い第２間隔Ｇ２の間に走査される走査線（ＳＬ３）の数よりも多くなっている。別の言い方をすると、複数の走査線ＳＬ１〜ＳＬ４のうち、対応する基準時刻よりも早い露光開始時刻で走査が開始される走査線（ＳＬ２，ＳＬ３）の数は、対応する基準時刻よりも遅い露光開始時刻で走査が開始される走査線（ＳＬ４）の数よりも多くなっている。

以上のように２ライン目以降の走査線ＳＬ２〜ＳＬ４の各露光開始時刻ｔｓ_２〜ｔｓ_４を各基準時刻ｔｒｅｆ_２〜ｔｒｅｆ_４からずらした時刻とすることで、図７（ａ）に示すように、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４に対応する各変調波形ＷＰ１〜ＷＰ４の位相をずらすことが可能となっている。詳しくは、第１走査線ＳＬ１に対応する変調波形ＷＰ１と第３走査線ＳＬ３に対応する変調波形ＷＰ３との、それぞれの位相が略πだけずれて、２つの波が干渉して弱めあう関係となるように、第１走査線ＳＬ１の露光開始時刻ｔｓ_１と第３走査線ＳＬ３の露光開始時刻ｔｓ_３とが、それぞれ設定されている。また、第２走査線ＳＬ２に対応する変調波形ＷＰ２と第４走査線ＳＬ４に対応する変調波形ＷＰ４との、それぞれの位相が略πだけずれて、２つの波が干渉して弱めあう関係となるように、第２走査線ＳＬ２の露光開始時刻ｔｓ_２と第４走査線ＳＬ４の露光開始時刻ｔｓ_４とが、それぞれ設定されている。

より詳しくは、第１走査線ＳＬ１の露光開始時刻ｔｓ_１と第３走査線ＳＬ３の露光開始時刻ｔｓ_３との間隔（２・Ｇ１）は、変調周期Ｔｍの略３．５倍の時間となっているため、変調波形ＷＰ１，ＷＰ３がそれぞれ弱めあう関係となっている。また、第２走査線ＳＬ２の露光開始時刻ｔｓ_２と第４走査線ＳＬ４の露光開始時刻ｔｓ_４との間隔（Ｇ１＋Ｇ２）は、変調周期Ｔｍの略４．５倍の時間となっているため、変調波形ＷＰ２，ＷＰ４もそれぞれ弱めあう関係となっている。つまり、露光開始時刻ｔｓ_１，ｔｓ_３の間隔と、露光開始時刻ｔｓ_２，ｔｓ_４の間隔が、それぞれ、変調周期Ｔｍを整数倍した時間に、変調周期Ｔｍの半周期分の時間を加えた時間に近づくことで、図７（ｂ）に示すように、各変調波形ＷＰ１〜ＷＰ４がすべて弱めあう関係となっている。これによって、複数の画素ＰＸにおける露光量の基準値Ｌｂに対する変動を小さく抑えることができる。

一例として、基準時間Ｔｒｅｆが変調周期Ｔｍの２倍である場合は、前述した第１時間αを、変調周期Ｔｍの１／４の時間とすることで、露光開始時刻ｔｓ_１，ｔｓ_３の間隔（２・Ｇ１）と、露光開始時刻ｔｓ_２，ｔｓ_４の間隔（Ｇ１＋Ｇ２）を、各変調波系ＷＰ１〜ＷＰ４が相殺される時間に設定することができる。その理由は、以下の通りである。各間隔（２・Ｇ１），（Ｇ１＋Ｇ２）を変調周期Ｔｍとαとで表すと、以下のようになる。
２・Ｇ１＝２・Ｔｒｅｆ−２・α＝４・Ｔｍ−２・α
Ｇ１＋Ｇ２＝２・Ｔｒｅｆ＋２α＝４・Ｔｍ＋２α

そして、各間隔（２・Ｇ１），（Ｇ１＋Ｇ２）の時間を、変調周期Ｔｍを整数倍した時間に、変調周期Ｔｍの半周期分の時間を加えた時間とするには、αは、以下のように導き出される。
２・α＝Ｔｍ／２
α＝Ｔｍ／４

基準時間Ｔｒｅｆが変調周期Ｔｍの２倍である場合は、以上のように各露光開始時刻ｔｓ_１〜ｔｓ_４を設定することで、各走査線ＳＬ１〜ＳＬ４に対応する各変調波形ＷＰ１〜ＷＰ４が相殺される。

ちなみに、基準時間Ｔｒｅｆが変調周期Ｔｍの整数倍に近い場合において、基準時間Ｔｒｅｆおきに各走査線の書き出しを行うと、図８（ａ）に示すように、各変調波形ＷＰ１〜ＷＰ４が強めあう関係となるので、図８（ｂ）に示すように、露光量の基準値Ｌｂに対する変動が大きくなってしまう。この場合、印刷結果に濃淡が生じるなど、画像品質が低下する可能性がある。

なお、第１走査線ＳＬ１の露光開始から第２走査線ＳＬ２の露光開始までの時間と、第２走査線ＳＬ２の露光開始から第３走査線ＳＬ３の露光開始までの時間は、同じ第１間隔Ｇ１であるため、図７（ｃ）に示すように、１〜３ライン目の各露光スポットＳＰ１〜ＳＰ３の中心間の距離は、同じ距離Ｌ１となる。これに対し、第３走査線ＳＬ３の露光開始から第４走査線ＳＬ４の露光開始までの時間は、第１間隔Ｇ１よりも長い第２間隔Ｇ２となっているので、３，４ライン目の各露光スポットＳＰ３，ＳＰ４の中心間の距離は、距離Ｌ１よりも長い距離Ｌ２となる。このように各露光スポットＳＰ１〜ＳＰ４の中心間の距離にずれが生じた場合であっても、各露光スポットが重なるため、１つの画素として印刷される。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
露光開始時刻ｔｓ_１〜ｔｓ_４の間隔を異ならせる（露光開始時刻ｔｓ_ｋを基準時刻ｔｒｅｆ_ｋと異ならせる）ことで、複数の走査線ＳＬ１〜ＳＬ４において変調波形ＷＰ１〜ＷＰ４の位相をずらすことができるので、変調周期Ｔｍを変更することなく、複数の画素ＰＸ間の露光量の差を軽減することができる。

基準時間Ｔｒｅｆよりも短い第１間隔Ｇ１の間に走査される走査線の数を多くすることで、余った時間（Ｔｒｅｆ−Ｇ１）を、第２間隔Ｇ２として使うことができるので、第３走査線ＳＬ３の露光開始から第２間隔Ｇ２の後に露光が開始される第４走査線ＳＬ４を書き出すタイミングを大きくずらすことができる。

走査線ＳＬ１〜ＳＬ４の数を４としたので、例えば走査線の数を３とする形態に比べ、基準時間Ｔｒｅｆよりも短い第１間隔Ｇ１の間に走査される走査線の数を多くすることによる得られる余り時間（Ｔｒｅｆ−Ｇ１）の積算値をより大きくすることができるので、走査線（ＳＬ４）を書き出すタイミングをより大きくずらすことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。

前記実施形態では、主走査方向に並んだ複数の画素ＰＸ１〜ＰＸ２５６を形成する複数の走査線ＳＬ１〜ＳＬ４の数ｎを４としたが、本発明はこれに限定されず、ｎ＝３でもよいし、ｎ≧５であってもよい。ただし、前記実施形態のように一対の変調波形同士を弱めあう関係を構成するには、複数の画素を形成する走査線の数は、偶数であるのが望ましい。つまり、１列の画素列の副走査方向の範囲内に、変調波形が弱めあう関係にある２つの走査線の組が１または複数組存在するのが望ましい。

前記実施形態では、第２走査線ＳＬ２および第３走査線ＳＬ３の各露光開始時刻ｔｓ_２，ｔｓ_３を各基準時刻ｔｒｅｆ_２，ｔｒｅｆ_３よりも早い時刻とし、第４走査線ＳＬ４の露光開始時刻ｔｓ_４を基準時刻ｔｒｅｆ_４よりも遅い時刻としたが、本発明はこれに限定されず、例えば第２走査線または第３走査線の露光開始時刻を、対応する基準時刻よりも遅くしてもよい。

前記実施形態では、駆動部１１２による発光素子ＬＤの制御の一例として、１つの露光スポットＳＰ分に割り当てられたクロック数が８０クロックである場合には、そのうちの６０クロックに対応した時間だけ発光させるといった制御を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各発光素子の発光効率に起因する光量の差を考慮し、それを補正するためにあらかじめ定められた発光時間（クロック数）の補正が行われていてもよい。具体的には、１つの露光スポット分に割り当てられたクロック数が８０クロックである場合において、そのうちの６０クロック±Ａクロックに対応した時間だけ発光させるようにしてもよい。ここで、±Ａクロックは、各発光素子の発光効率に基づいて、各発光素子に対して予め定められた露光量補正値である。

前記実施形態では、露光部の一例としてＳＬＥＤチップ４１Ａを例示したが、本発明はこれに限定されず、露光部は、主走査方向に配列された複数の発光部を有するものであれば、どのようなものであってもよい。

前記実施形態では、感光体の一例として感光ドラム５３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体であってもよい。

前記実施形態では、カラープリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えばモノクロのプリンタや複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

４１ＡＳＬＥＤチップ
１１１発振部
１１２駆動部
ＥＤ露光装置
Ｇ１第１間隔
Ｇ２第２間隔
ＬＤ発光素子
ＰＸ画素
ＳＬ走査線
Ｔ０画素形成時間
Ｔｒｅｆ基準時間
ｔｓ_１〜ｔｓ_４露光開始時刻

Claims

主走査方向に配列された複数の発光部を有し、像面を前記主走査方向に走査露光することで１つの走査線を形成し、副走査方向にずらした複数の走査線によって、前記副走査方向に並ぶ複数の露光スポットを重ね合わせて画像データに基づく１つの画素を形成することで、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する露光部と、
所定の変調周期に対応した変調波形で周波数拡散されたクロックを生成する発振部と、
前記クロックに基づいた発光時間で前記露光部を発光させる駆動部と、を備え、
前記複数の走査線において、各走査線の露光開始時刻の間隔の少なくとも１つが、前記複数の走査線によって前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する時間を前記複数の走査線の数で割った基準時間と異なり、前記各走査線に対応する前記変調波形の位相がずれていることを特徴とする露光装置。
前記各走査線に対応する変調波形は、重ね合わせたとき弱めあう関係となっていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記走査線の数は、偶数であり、
前記各走査線に対応する変調波形のうち一対の変調波形は、位相が略πだけずれていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
前記基準時間よりも短い間隔の間に走査される走査線の数が、前記基準時間よりも長い間隔の間に走査される走査線の数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
主走査方向に配列された複数の発光部を有し、像面を前記主走査方向に走査露光することで１つの走査線を形成し、副走査方向にずらした複数の走査線によって、前記副走査方向に並ぶ複数の露光スポットを重ね合わせて画像データに基づく１つの画素を形成することで、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する露光部と、
所定の変調周期に対応した変調波形で周波数拡散されたクロックを生成する発振部と、
前記クロックに基づいた発光時間で前記露光部を発光させる駆動部と、を備え、
前記複数の走査線によって前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する時間を前記複数の走査線の数ｎで割った時間を基準時間とし、前記複数の走査線のうち最初の走査線の露光開始時刻ｔｓ_１と同じ時刻および前記露光開始時刻ｔｓ_１から前記基準時間ずつずれた時刻をそれぞれ基準時刻ｔｒｅｆ_１〜ｔｒｅｆ_ｎとした場合、各走査線の露光開始時刻ｔｓ_１〜ｔｓ_ｎのうち少なくとも１つの露光開始時刻ｔｓ_ｋが、当該露光開始時刻ｔｓ_ｋに対応した基準時刻ｔｒｅｆ_ｋと異なり、前記各走査線に対応する前記変調波形の位相がずれていることを特徴とする露光装置。
前記各走査線に対応する変調波形は、重ね合わせたとき弱めあう関係となっていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
前記走査線の数は、偶数であり、
前記露光開始時刻ｔｓ _１〜ｔｓ _ｎのうち対となる２つの露光開始時刻の間隔は、前記変調周期の整数倍に前記変調周期の半周期分の時間を加えたものであることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
前記複数の走査線のうち、対応する基準時刻よりも早い露光開始時刻で走査が開始される走査線の数が、対応する基準時刻よりも遅い露光開始時刻で走査が開始される走査線の数よりも多いことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する前記複数の走査線の数ｎが、ｎ≧４であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の露光装置。
前記複数の走査線のそれぞれの露光時間は、前記基準時間に対して９０％以下であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の露光装置。
前記変調波形は、時間に対して周波数が正弦波状に変化することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の露光装置。
前記駆動部は、１つの画素につき所定のクロック数に対応する時間、前記露光部を発光させることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の露光装置。
静電潜像が形成される感光体と、
主走査方向に配列された複数の発光部を有し、前記感光体を前記主走査方向に走査露光することで１つの走査線を形成し、副走査方向にずらした複数の走査線によって、前記副走査方向に並ぶ複数の露光スポットを重ね合わせて画像データに基づく１つの画素を形成することで、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する露光部と、
所定の変調周期に対応した変調波形で周波数拡散されたクロックを生成する発振部と、
前記クロックに基づいた発光時間で前記露光部を発光させる駆動部と、を備え、
前記複数の走査線において、各走査線の露光開始時刻の間隔の少なくとも１つが、前記複数の走査線によって前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する時間を前記複数の走査線の数で割った基準時間と異なり、前記各走査線に対応する前記変調波形の位相がずれていることを特徴とする画像形成装置。
静電潜像が形成される感光体と、
主走査方向に配列された複数の発光部を有し、前記感光体を前記主走査方向に走査露光することで１つの走査線を形成し、副走査方向にずらした複数の走査線によって、前記副走査方向に並ぶ複数の露光スポットを重ね合わせて画像データに基づく１つの画素を形成することで、前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する露光部と、
所定の変調周期に対応した変調波形で周波数拡散されたクロックを生成する発振部と、
前記クロックに基づいた発光時間で前記露光部を発光させる駆動部と、を備え、
前記複数の走査線によって前記主走査方向に並んだ複数の画素を形成する時間を前記複数の走査線の数ｎで割った時間を基準時間とし、前記複数の走査線のうち最初の走査線の露光開始時刻ｔｓ_１と同じ時刻および前記露光開始時刻ｔｓ_１から前記基準時間ずつずれた時刻をそれぞれ基準時刻ｔｒｅｆ_１〜ｔｒｅｆ_ｎとした場合、各走査線の露光開始時刻ｔｓ_１〜ｔｓ_ｎのうち少なくとも１つの露光開始時刻ｔｓ_ｋが、当該露光開始時刻ｔｓ_ｋに対応した基準時刻ｔｒｅｆ_ｋと異なり、前記各走査線に対応する前記変調波形の位相がずれていることを特徴とする画像形成装置。