JP6723035B2 - 画像形成装置および画素のカウント方法 - Google Patents
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Description
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段とを有し、
前記クロック信号生成手段は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、前記サンプリングクロック信号の周期を前記走査方向の位置に応じて変更する。
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、前記走査速度が速いほど大きい重み係数を用いて、前記カウント手段によりカウントされた結果を補正する補正手段と、
を有する。
あるいは本発明のさらに他の側面によれば、本発明の画像形成装置は、画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める制御手段と、を有する。
<画像形成装置の構成>
図1は、画像形成装置9の構成概略図である。光走査手段である光走査部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)208を発光(点灯)する。不図示の帯電手段により帯電された感光体(感光ドラム)4をレーザ光208で操作し、感光ドラム4の表面に潜像を形成する。走査光208は、例えばパルス幅変調した画像信号に基づいてオン/オフするよう変調されている。現像剤としてのトナーを格納する不図示の現像手段により、感光ドラム4上に形成された潜像にトナーを付着させ、トナー像が形成される。トナー像は、給紙ユニット8から給紙されレジローラ5で斜行を矯正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6で記録媒体に熱定着され、排紙ローラ7を経て、機外に排出される。
本実施例に係る結像レンズ406の走査特性は、以下の式(1)で表される。
Y=K/B・tan(Bθ) ・・・(1)
ただし、式(1)においては、偏向器405による走査角度(走査画角)をθ、走査角度θで偏向された光束の被走査面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ための係数(以下、走査特性係数と称する)をBとしている。走査角度θは、結像レンズ406の光軸方向、すなわち結像レンズ406から出射した光ビームが被走査面407と直交する方向を0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)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)となる時の像高を指す。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。
dY/dθ=K/(cos2(Bθ)) ・・・(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。
(dY/dθ)/K−1=1/(cos2(Bθ))−1=tan2(Bθ) ・・・(3)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。具体的には、被走査面上の走査速度は、主走査方向の中央部よりも端部の方が速い速度である。
図4は、本画像形成装置9の画像形成に係る電気ブロック図である。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、VDO信号110を生成する。制御部200は、画像形成装置9の制御と、VDO信号110の画素有無のカウントを行う。画像信号生成部100は、後述の部分倍率特性情報に基づいて、VDO信号の一画素分の画像信号幅を、主走査線上の位置に応じた幅へと変更して出力している。すなわち、fθレンズを持たずとも、主走査線上の画素幅が一定となるよう、VDO信号は補正されている。レーザ駆動部300には、メモリ304と、レーザドライバIC301と、光源401である半導体レーザ(以下、レーザと称す)302が搭載されている。メモリ304には、部分倍率特性情報(あるいは部分倍率情報とも呼ぶ)が保存されているとともに、レーザ302に対する補正電流の情報が保存されている。部分倍率特性情報は、主走査方向に対して複数の像高における部分倍率情報が記憶されている。部分倍率情報の代わりに、走査速度の特性情報であっても良い。この情報は光走査装置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、個別に測定せずに代表的な特性を記憶しても良い。以降、画像信号生成部100、制御部200、レーザ駆動部300の動作について説明する。
ピクセルカウント部202の内部ブロック図を図5に示す。CPU通信部225は、サンプルタイミング生成部221およびマスク生成部222に各種設定値を送信する。各種設定値とは、サンプルタイミング生成部221についてはCPUバス211を介して受信した部分倍率補正情報であり、マスク生成部222については、TOP信号112を基準とした副走査マスクの開始及び終了タイミングを示す情報、およびBD信号111を基準にした主走査マスクの開始及び終了タイミングを示す情報である。本実施例においては、ピクセルカウント部202が実施するピクセルカウントは、上述した副走査マスクおよび主走査マスクに相当する領域を除外した画像領域内で実施される。以下の説明では、サンプルタイミング生成部221に送信する設定値を部分倍率補正情報231、マスク生成部222に送信する設定値を画像マスク設定232と表記する。
TOP信号112、BD信号113、VDO信号110と、画像領域内サンプルタイミング信号235との関係について、図6のタイムチャートを用いて詳細に説明する。図6(a)は、各種同期信号と画像信号のタイミングを示した図である。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あらわす。画像信号生成部100はTOP信号112の「HIGH」を受信したら、BD信号111に同期して、VDO信号110を送出する。
本実施例では、ピクセルカウントの累積結果の算出に重みづけを行うことにより実施例1と同様の結果を得る構成について説明する。実施例1のピクセルカウント部202をピクセルカウント部702に変更している点が異なる。以下、本実施例の構成について説明する。実施例1と同様の構成については同一符号を付けて説明を省略する。
本実施例では、主走査方向に分割された複数領域ごとにピクセルカウントを行い、それぞれの領域におけるレーザ点灯比率を演算した後に所定の補正係数を乗じた上で複数領域の演算結果を平均化する構成について説明する。本実施例の結像レンズ406のように、fθ特性を持たないレンズにより集光された光束は、厳密には軸上像高と軸外像高にてスポット径が異なる。通常、一主走査内におけるスポット径の変化が画質に影響しないように画像形成装置9は設計されるものの、本実施例ではトナー消費量をより正確に見積もるために、前述したスポット形状の変化と現像特性に基づいて算出される重みづけ係数を、軸上像高あるいは軸外像高におけるレーザ点灯比率に掛け合わせることで、レーザ点灯比率算出値を補正する。図10は、本実施例における本画像形成装置9の画像形成に係る電気ブロック図である。ピクセルカウント部1002は、CPUバス211を介してCPU201から部分倍率特性情報を受け取ると共に、各種設定値を取得する点は、実施例1および実施例2と変わらない。しかしながら、レーザ点灯比率演算部1122と重みづけ係数乗算部1123とを有している点で相違している。
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。
Claims (19)
- 画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
を有し、
前記クロック信号生成手段は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、前記サンプリングクロック信号の周期を前記走査方向の位置に応じて変更することを特徴とする画像形成装置。 - 前記カウント手段は、前記走査手段により前記レーザ光を走査する画素に関する値、又は走査しない画素に関する値をカウントすることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記クロック信号生成手段は、前記画像信号幅を変更した画像信号における各画素のカウント数が等しくなるように前記サンプリングクロック信号を生成す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。
- 前記走査速度は、主走査方向の中央部よりも端部の方が速い速度であり、
前記サンプリングクロック信号は、前記中央部よりも前記端部の方がサンプリング間隔が短いことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記カウント手段により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める制御手段を更に有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記レーザ光の点灯比率に基づき現像剤の消費量、又は現像剤の残量を推定することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記主走査方向を複数の領域に分割して前記複数の領域ごとに前記点灯比率を求め、前記領域ごとの点灯比率を、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づいた補正係数で補正して全体の点灯比率を求め、前記全体の点灯比率を用いて前記現像剤の消費量、又は前記現像剤の残量を推定することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記画像信号生成手段は、前記走査速度が速いほど前記画像信号幅が狭くなるように画像クロックを短くする、及び又は前記走査速度が遅いほど前記画像信号幅が広くなるように画像クロックを長くすることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像信号生成手段は、前記走査速度が速いほど前記画像信号幅が狭くなるように画像データ片を抜粋する、及び又は前記走査速度が遅いほど前記画像信号幅が広くなるように画像データ片を挿入することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記サンプリングクロック信号の周期は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に反比例して変化することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
前記走査速度が速いほど大きい重み係数を用いて、前記カウント手段によりカウントされた結果を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記クロック信号生成手段は、一定の周期を有する前記サンプリングクロック信号を生成することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 前記カウント手段は、前記走査手段により前記レーザ光を走査する画素に関する値、又は走査しない画素に関する値をカウントすることを特徴とする請求項11又は12に記載の画像形成装置。
- 前記主走査方向を複数の領域に分割して前記複数の領域ごとに点灯比率を求める制御手段を更に有し、
前記制御手段は、前記領域ごとの前記点灯比率を、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に基づいた補正係数で補正することを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記重み係数は、前記レーザ光の走査方向の位置に応じた部分倍率に反比例して変化することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 画像信号に応じてレーザ光で感光体を一定でない走査速度で走査する走査手段を有する画像形成装置における画素のカウント方法であって、
前記レーザ光の主走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、画像信号幅を前記主走査方向の位置に応じて変更した画像信号を生成する工程と、
前記画像信号幅を変更した画像信号に応じて、前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成する工程と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントする工程と
を有することを特徴とする方法。 - 画像信号に応じてレーザ光で感光体を一定でない走査速度で走査する走査手段を有する画像形成装置における画素のカウント方法であって、
前記レーザ光の主走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、画像信号幅を前記主走査方向の位置に応じて変更した画像信号を生成する工程と、
前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成する工程と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント工程と、
前記カウント工程によりカウントされた結果を、前記部分倍率に基づいた重み係数を用いて補正する工程と
を有することを特徴とする方法。 - 画像信号に応じて、レーザ光で感光体を主走査方向に一定でない走査速度で走査する走査手段と、
前記走査速度が速いほど画像信号幅が狭くなるように変更した画像信号を生成する画像信号生成手段と、
前記走査速度が速いほどサンプリング間隔が短くなるように前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 画像信号に応じてレーザ光で感光体を一定でない走査速度で走査する走査手段を有する画像形成装置における画素のカウント方法であって、
前記レーザ光の主走査方向の位置に応じた部分倍率に基づき、画像信号幅を前記主走査方向の位置に応じて変更した画像信号を生成する工程と、
前記画像信号幅を変更した画像信号に応じて、前記画像信号幅を変更した画像信号をサンプリングするためのサンプリングクロック信号を生成する工程と、
前記サンプリングクロック信号に基づき、前記画像信号幅を変更した画像信号をカウントする工程と、
前記カウントする工程により計数した画素に関する値に基づいて前記レーザ光の点灯比率を求める工程と、
を有することを特徴とする方法。
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