JP6821340B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

画像形成装置に採用される光走査装置は、一般に、感光ドラムの表面をレーザ光（光ビーム）が等速度で走査するために、ｆθ特性を有する結像レンズ（走査レンズ）を備えている。近年では、画像形成装置を小型化するために、所望のｆθ特性を有しない走査レンズを用いるか、またはｆθ特性を有する走査レンズを省略し、代わりに電気的に主走査方向の部分倍率を補正するアプローチが提案されている（特許文献１）。なお、部分倍率とは主走査方向における各位置の倍率を指す。

特開２０１６−０００５１１号公報

部分倍率の補正は、レーザ光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックの周波数を制御することによって行われうる。画像クロックの周波数の制御は、入力された基準クロックの周波数を設定信号に従って変更する（偏移させる）ことが可能なＰＬＬ（周波数シンセサイザ）回路等によって実現されうる。ＰＬＬ回路を用いる場合、画像クロックの周波数を大きな変化率（単位時間当たりの変化量）で変化させる制御を行うと、ＰＬＬ回路の応答特性に起因して、出力信号の周波数の制御に誤差が生じる可能性がある。即ち、画像クロックの周波数が、部分倍率補正のために必要となる周波数に達するまでに遅延が生じる可能性がある。このような誤差は、部分倍率補正の精度が低下する原因となりうる。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものである。本発明は、画像形成装置において、画像クロックの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止するための技術を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様に係る画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、前記光ビームが１ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置に応じて、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を制御し、前記非画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率は、前記画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率よりも小さく、前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、前記制御手段は、前記光ビームが前記１ラインの走査を開始してから前記画像領域の走査開始側の端部に達するまでの間に、前記画像クロックの周波数を、前記基準画像クロックの周波数である基準周波数から前記端部における部分倍率の補正のための目標周波数まで、前記画像領域よりも小さい前記変化率で変化させることを特徴とする。
また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、前記光ビームが１ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置に応じて、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を制御し、前記非画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率は、前記画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率よりも小さく、前記制御手段は、前記非画像領域において、前記画像クロックの周波数が一定となる期間が、前記画像クロックの周波数が変化する期間よりも短くなるように、前記画像クロックの周波数を制御することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様に係る画像形成装置は、感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、前記光ビームが１ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置に応じて、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像領域における前記画像クロックの周波数に応じて、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を決め、前記制御手段は、前記非画像領域において、前記画像クロックの周波数が一定となる期間が、前記画像クロックの周波数が変化する期間よりも短くなるように、前記画像クロックの周波数を制御することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において、画像クロックの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止することが可能になる。

画像形成装置の概略的な構成例を示す図 光走査装置の構成例を示す断面図 感光ドラム上の像高と部分倍率との関係の一例を示す図 光走査装置の制御を行う制御部の構成例を示すブロック図 １枚のシートへの画像形成が行われる際のＴＯＰ信号、ＢＤ信号、及びＶＤＯ信号のタイムチャート、並びにＶＤＯ信号に基づいて形成されるトナー像の例を示す図 画像信号生成部及び画像クロック制御部の構成例を示すブロック図 ハーフトーン処理部によるスクリーン処理で用いられるスクリーンの例 画像信号生成部の動作を示すタイムチャート 部分倍率の補正前及び補正後の画像データの例を示す図 画像クロックの周波数の補正率の時間変化の例を示す図 画像クロック補正部内のＰＬＬ回路の応答特性を示す図 画像クロックの周波数の補正率の時間変化の例を示す図

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

［第１実施形態］
＜画像形成装置１＞
図１は、画像形成装置１の概略的な構成を示す図である。光走査装置４００のレーザ駆動部３００は、制御部１００から出力される画像信号（画像データ）及び制御信号に基づいて、光源４０１（図２）からレーザ光（光ビーム）２０８を出射させる。このレーザ光２０８は、帯電部（図示せず）の作用によって帯電した感光ドラム（感光体）４を走査・露光し、感光ドラム４の表面に潜像（静電潜像）を形成する。現像部（図示せず）は、感光ドラム４の表面に形成された潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。また、給紙ユニット８から給紙された記録媒体（シート）は、ローラ５により感光ドラム４と転写ローラ４１との間のニップ領域に搬送される。転写ローラ４１は、感光ドラム４に形成されたトナー像をこの記録媒体に転写する。記録媒体は、その後、定着部６に搬送される。定着部６は、記録媒体を加熱・加圧してトナー像を記録媒体に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、排紙ローラ７により画像形成装置１の外部に排出される。

＜光走査装置４００＞
図２は、光走査装置４００の構成を示しており、図２（Ａ）は主走査方向の断面図、図２（Ｂ）は副走査方向の断面図である。光走査装置４００は、光源４０１、開口絞り４０２、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、及び結像レンズ４０６を備える。光走査装置４００のこれらの光学部材は、１つの筐体（光学箱）に収納されうる。

光源４０１が出射したレーザ光（光束）２０８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を通過したレーザ光２０８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。アナモフィックレンズ４０４は、主走査断面（主走査方向の断面）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する。また、アナモフィックレンズ４０４は、副走査断面（副走査方向の断面）内において偏向器４０５の偏向面（反射面）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する。

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４０５ａで反射する。偏向面４０５ａで反射したレーザ光２０８は、結像レンズ４０６（結像光学素子）を透過し、感光ドラム４の表面で結像し、所定のスポット状の像（以下、「スポット」と称する。）を形成する。偏向器４０５を駆動部（図示せず）により矢印Ａ方向に一定の角速度で回転させることで、感光ドラム４の被走査面４０７上でスポットが主走査方向に移動する。それにより、被走査面４０７上に静電潜像が形成される。なお、主走査方向とは、感光ドラム４の表面に平行で、かつ、感光ドラム４の表面の移動方向に直交する方向である。また、副走査方向とは、感光ドラム４の表面の移動方向（主走査方向に直交する方向）である。

ビームディテクト（ＢＤ）センサ４０９とＢＤレンズ４０８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センサ４０９及びＢＤレンズ４０８は、偏向器４０５によって偏向されたレーザ光２０８の走査経路上の、被走査面４０７から外れた位置に配置されている。偏向器４０５によって偏向されて走査経路上を主走査方向に移動するレーザ光２０８がＢＤレンズ４０８を通過すると、レーザ光２０８は、フォトダイオードを含むＢＤセンサ４０９に入射して検知される。制御部１００は、ＢＤセンサ４０９によりレーザ光２０８が検知されたタイミングに基づいて、被走査面４０７（感光ドラム４）への静電潜像の書き込みタイミングを制御する。このように、本実施形態では、光源４０１は、感光ドラム４を露光するためのレーザ光２０８（光ビーム）を出射する光源の一例である。また、偏向器４０５は、光源４０１から出射されたレーザ光２０８（光ビーム）が感光ドラム４を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段の一例である。

本実施形態の光源４０１は、１つの発光部を備える半導体レーザチップであるが、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。光源４０１が複数の発光部を備える場合にも、当該複数の発光部から出射された複数のレーザ光は、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、及び結像レンズ４０６を経由して被走査面４０７へ到達する。複数のレーザ光は、被走査面４０７上で、副走査方向においてそれぞれ異なる位置に結像する。これにより、各レーザ光に対応するスポットが被走査面４０７上に形成される。

＜結像レンズ４０６と部分倍率＞
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で偏向されたレーザ光２０８が被走査面４０７上を所望の走査特性で走査するとともに、被走査面４０７上でのレーザ光２０８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は、副走査断面内において、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る構成となっている。これにより、結像レンズ４０６は、面倒れを補償する（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）構成となっている。

なお、結像レンズ４０６は、射出成形によって形成されるプラスチックモールドレンズで構成されてもよいし、ガラスモールドレンズとして構成されてもよい。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。このため、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が可能である。

本実施形態の光走査装置４００では、所望のｆθ特性を有していない結像レンズ４０６が用いられる。これは、偏向器４０５が等角速度で回転しているときに、偏向器４０５で偏向されて結像レンズ４０６を通過するレーザ光２０８によるスポットが、被走査面４０７上で等速で移動しないことを意味する。このように、所望のｆθ特性を有していない結像レンズ４０６を用いることで、結像レンズ４０６を偏向器４０５に近接して配置する（距離Ｄ１を短くする）ことが可能となる。更に、所望のｆθ特性を有する結像レンズを用いる場合よりも、結像レンズ４０６の主走査方向のサイズ（幅ＬＷ）及び光軸方向のサイズ（厚みＬＴ）を小さくできる。このような理由により、光走査装置４００（の筐体）の小型化が実現される。また、所望のｆθ特性を有するレンズの場合、主走査断面で見たときのレンズの入射面及び出射面の形状に急峻な変化がある場合がある。そのような形状の制約がある場合、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、所望のｆθ特性を有していない結像レンズ４０６では、主走査断面で見たときの結像レンズ４０６の入射面及び出射面の形状に急峻な変化が少ないため、良好な結像性能を得られる利点がある。なお、本実施形態においては、結像レンズ４０６はｆθ特性を有さない一例を説明する。しかし、結像レンズ４０６は必ずしもｆθ特性を有さないものに限られない。結像レンズ４０６もしくは不図示の他のレンズに、例えば主走査方向の一部分だけにｆθ特性を持たせ、他の部分について電気的に部分倍率補正を行うことでｆθ特性を補うような構成であっても良い。

図３は、本実施形態の結像レンズ４０６を用いてレーザ光２０８を感光ドラム４（被走査面４０７）上で結像させた場合の、感光ドラム４上の像高と部分倍率との関係の一例を示している。なお、像高が０の場合は、スポットが結像レンズ４０６の光軸上にある場合であり、以下ではこれを「軸上像高」または「中央像高」と称する。また、以下では、軸上像高以外の像高を「軸外像高」と称し、像高の絶対値の最大値を「最軸外像高」または「端部像高」と称する。図２（Ａ）に示すように、被走査面４０７の走査幅をＷとすると、被走査面４０７における最軸外像高（端部像高）はＷ／２である。

図３に示す部分倍率は、主走査方向における各位置（像高）の倍率を示し、レーザ光２０８の走査速度に従って変化する。図３は、軸上像高（中央像高）から最軸外像高（端部像高）に向かうにつれて（即ち、像高の絶対値が大きくなる程）レーザ光２０８の走査速度が徐々に速くなり、それにより部分倍率が大きくなることを示している。レーザ光２０８の走査速度は、軸上像高（中央像高）において最も遅い速度になり、最軸外像高（端部像高）において最も速い速度になる。図３において、例えば、ある像高の部分倍率が３０％とは、当該像高におけるレーザ光２０８の走査速度が、部分倍率が０％の像高（中央像高）における走査速度の１．３倍であることを意味する。また、部分倍率が３０％とは、被走査面４０７に対して単位時間だけ光を照射した場合、被走査面４０７上での主走査方向の光の照射長が、部分倍率が０％である場合の光の照射長の１．３倍となることを意味する。

このように、上述のような光学構成を有する光走査装置４００では、主走査方向における部分倍率にばらつきが生じることで、各主走査位置（像高）に形成される画素（ドット）の幅が不均一になりうる。その結果、良好な画質を得られなくなる可能性がある。特に、偏向器４０５から感光ドラム４の被走査面４０７までの光路長が短くなる程、画角が大きくなる。その結果、軸上像高（中央像高）と最軸外像高（端部像高）との間で走査速度の差が大きくなり、部分倍率のばらつきが画質に与える影響が大きくなる。そこで、本実施形態では、主走査方向における部分倍率の補正を行う。部分倍率補正は、後述するように、各主走査位置（像高）における画素の幅が均一になるよう、画像クロックの周波数または周期を調整することによって行われる。本実施形態では、所望のｆθ特性を有していない結像レンズ４０６に起因する、主走査方向における部分倍率のばらつきを低減するために、後述する部分倍率補正を行い、良好な画質が得られるようにする。

＜露光制御構成＞
図４は、レーザ光２０８によって感光ドラム４を露光する光走査装置４００の制御を行う制御部１００の構成を示すブロック図である。制御部１００は、画像信号生成部１０１、ＣＰＵ１０２、クロック生成部１０３、データ記憶部１０４等を有する。画像信号生成部１０１は、イメージスキャナまたはホストコンピュータ（図示せず）等から画像データを受信し、受信した画像データに対応する画像信号をＶＤＯ信号１４０として生成する。ＣＰＵ１０２は、画像形成装置１の制御、及び画像信号生成部１０１の制御を行う。クロック生成部１０３は、画像信号生成部１０１が動作するためのクロックとして用いられる、所定の周波数のクロック（ＶＣＬＫ）を生成し、画像信号生成部１０１へ出力する。クロック生成部１０３によって生成されるクロック（ＶＣＬＫ）の１周期は１画素に相当する。

ＣＰＵ１０２は、画像信号生成部１０１へ出力するＴＯＰ信号及びＢＤ信号によって、画像信号生成部１０１がレーザ駆動部３００へのＶＤＯ信号１４０の出力を開始するタイミングを制御する。ＴＯＰ信号は、副走査方向における画像の書き出しの基準となる信号（副走査同期信号）であり、ＢＤ信号は、主走査方向における画像の書き出しの基準となる信号（主走査同期信号）である。ＣＰＵ１０２は、給紙ユニット８から給紙されたシートが搬送路における所定位置に到達すると、画像信号生成部へＴＯＰ信号を出力する。また、ＣＰＵ１０２は、ＢＤセンサ４０９がレーザ光２０８を検知すると当該ＢＤセンサ４０９から出力される検知信号４１０に基づいて、画像信号生成部１０１へＢＤ信号を出力する。

画像信号生成部１０１は、ＣＰＵ１０２から出力されるＴＯＰ信号及びＢＤ信号に同期して、生成したＶＤＯ信号１４０をレーザ駆動部３００へ出力する。レーザ駆動部３００は、画像信号生成部１０１から出力されるＶＤＯ信号１４０に基づいて駆動電流を光源４０１に供給することで、光源４０１を発光させる。上述のように、光源４０１が出射したレーザ光２０８によって感光ドラム４が露光され、感光ドラム４の表面に静電潜像が形成される。

本実施形態のＣＰＵ１０２は、更に、クロック生成部１０３から供給されるクロック（ＶＣＬＫ）から生成される画像クロックに対して適用すべき補正データを、制御信号１１０によって画像信号生成部１０１へ出力する。画像信号生成部１０１は、後述するように、ＣＰＵ１０２からの補正データに基づいて画像クロックの周波数または周期を補正することで、部分倍率補正を実現する。

＜画像形成タイミングと部分倍率補正＞
図５（Ａ）は、１枚のシートへの画像形成が行われる際にＣＰＵ１０２から出力されるＴＯＰ信号及びＢＤ信号、並びに画像信号生成部１０１から出力されるＶＤＯ信号についてのタイムチャートである。ＴＯＰ信号は、図５（Ａ）におけるハイレベル（Ｈレベル）の信号に相当し、給紙ユニット８から給紙されたシートの先端が所定位置に到達したことを表す信号である。ＢＤ信号は、図５（Ａ）におけるＨレベルの信号に相当し、ＢＤセンサ４０９によるレーザ光２０８の検知に応じてＣＰＵ１０２から画像信号生成部１０１へ出力される。図５（Ａ）に示すように、画像信号生成部１０１は、ＣＰＵ１０２からＴＯＰ信号を受信すると、ＢＤ信号に同期してＶＤＯ信号をレーザ駆動部３００へ出力することを開始する。レーザ駆動部３００は、画像信号生成部１０１からのＶＤＯ信号に基づいて、光源４０１を発光させることで、レーザ光２０８によって感光ドラム４上に静電潜像を形成する。

なお、図５（Ａ）では、便宜上、ＶＤＯ信号が多数のＢＤ信号にわたる期間に連続的に出力されているように表現されている。しかし、実際には図５（Ｂ）に示すように、ＶＤＯ信号は１つのＢＤ信号が出力されてから次のＢＤ信号が出力されるまでの間の所定の期間に出力される。

次に、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）において時間的に隣り合う２つのＢＤ信号を拡大した図であり、同図では、ＶＤＯ信号に基づいて感光ドラム４の被走査面４０７上に形成されるトナー像（ドット）を模式的に示している。画像信号生成部１０１は、ＢＤ信号の立ち上がりエッジを検知すると、主走査方向において感光ドラム４の端部から所定の距離だけ離れた位置から静電潜像の形成が開始されるよう、所定時間の経過後にＶＤＯ信号の出力を開始する。

図５（Ｂ）には、中央像高（軸上像高）及び端部像高（最軸外像高）において同じ期間だけ光源４０１を発光させるＶＤＯ信号を画像信号生成部１０１が出力した場合に被走査面４０７上に形成されるドット５０１，５０２が示されている。上述のように、端部像高におけるレーザ光２０８の走査速度は、中央像高におけるレーザ光２０８の走査速度よりも速い。このため、図５（Ｂ）に示すように、端部像高のドット５０１は、中央像高のドット５０２よりも主走査方向の幅が広がる（即ち、端部像高の部分倍率が中央像高の部分倍率よりも大きくなる）。

本実施形態では、主走査方向の各位置（像高）に形成される、各画素に対応するドットの幅が実質的に均一になるように、主走査方向の位置に応じてＶＤＯ信号の周期または時間幅を調整することによって部分倍率補正を行う。例えば、図５（Ｂ）に示すように、端部像高のドット５０３が中央像高のドット５０４と同等のサイズになるよう、端部像高における光源４０１の発光時間を中央像高よりも短くする。これは、ＶＤＯ信号におけるＨレベルの継続時間を調整することによって実現できる。なお、ＶＤＯ信号がＨレベルである場合、光源４０１が点灯し（発光し）、ＶＤＯ信号がＬレベルである場合、光源４０１が消灯する（発光しない）。本実施形態では、後述するように、ＶＤＯ信号の周期または時間幅のこのような調整は、画像信号生成部１０１において用いられる画像クロックの補正（変調）によって実現する。

＜画像信号生成部１０１＞
図６（Ａ）は、画像信号生成部１０１の構成を示すブロック図である。画像信号生成部１０１は、濃度補正処理部１２１、ハーフトーン処理部１２２、パラレル・シリアル（ＰＳ）変換部１２３、ＦＩＦＯ処理部１２４、ＰＬＬ部１２５、及び画像クロック制御部１２７を有する。なお、ＦＩＦＯ処理部１２４は、主走査方向の１ライン単位で画像データをバッファリングするためのラインバッファ（図示せず）を有している。

濃度補正処理部１２１、ハーフトーン処理部１２２、及びＰＳ変換部１２３は、クロック生成部１０３から供給されるクロック（ＶＣＬＫ）に同期して動作する。濃度補正処理部１２１は、入力された画像データに対して、ガンマ補正等の濃度補正処理を行う。なお、本実施形態では、画像データは、各画素の階調が８ビットで表現されたデータであるものとする。濃度補正処理部１２１は、濃度補正処理後の１画素当たり８ビットの画像データをパラレル形式でハーフトーン処理部１２２へ出力する。

ハーフトーン処理部１２２は、入力された画像データに対してハーフトーン処理（スクリーン処理）を行い、ハーフトーン処理後の画像データ１２９をＰＳ変換部１２３へ出力する。図７（Ａ）は、ハーフトーン処理部１２２によるスクリーン処理で用いられるスクリーンの例を示しており、各階調値（濃度）に対応するスクリーンは、主走査方向及び副走査方向において３画素×３画素の２００線のマトリクス１５３で表されている。各マトリクス１５３において、白い部分は光源４０１を発光させない（オフ）部分に対応し、白以外の部分は光源４０１を発光させる（オン）部分に対応する。マトリクス１５３を構成する各画素１５７は、例えば被走査面４０７上で６００ｄｐｉの１ドットを形成するために画像データを区切る単位である。

本実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、１つの画素１５７は、主走査方向においてそれぞれ１画素の１／１６の幅を有する１６個の画素片で構成される。即ち、ハーフトーン処理後の各画素は１６ビットで表現される。光源４０１のオン／オフは、画素片ごとに切り替えられる。このため、１画素で１６段階の階調を表現可能である。このように、ハーフトーン処理部１２２は、１画素当たり１６ビットの画像データ１２９をパラレル形式でＰＳ変換部１２３へ出力する。

ＰＬＬ部１２５は、クロック生成部１０３から供給される、クロック（ＶＣＬＫ）の周波数を、（１画素当たりの画素片の数に相当する）１６倍に逓倍することで、画像クロック１２６ａ（ＶＣＬＫ×１６）を生成する。即ち、１周期が１画素に相当するクロック（ＶＣＬＫ）から、１周期が１画素片に相当するクロック（ＶＣＬＫ×１６）が生成される。生成された画像クロック１２６ａは、ＰＳ変換部１２３及び画像クロック制御部１２７へ供給されるとともに、書き込み用クロック（ＷＣＬＫ）としてＦＩＦＯ処理部１２４へ供給される。

ＰＳ変換部１２３は、入力された画像データ１２９をパラレル形式からシリアル形式に変換（即ち、１画素ごとに、パラレル形式の１６ビットのデータをシリアル形式に変換）する。更に、ＰＳ変換部１２３は、変換後の画像データ１３０を、ＰＬＬ部１２５から供給される画像クロック１２６ａに同期してＦＩＦＯ処理部１２４へ出力する。

ＦＩＦＯ処理部１２４のラインバッファへの画像データの書き込み（ライト）は、画像クロック制御部１２７から出力されるライトイネーブル（ＷＥ）信号１３１によって制御される。また、ＦＩＦＯ処理部１２４のラインバッファからの画像データの読み出し（リード）は、画像クロック制御部１２７から出力されるリードイネーブル（ＲＥ）信号１３２によって制御される。ＦＩＦＯ処理部１２４は、ＷＥ信号１３１がＬレベルからＨレベル（イネーブル状態）に切り替わると、ＰＳ変換部１２３から出力された画像データを、画像クロック１２６ａに同期して、主走査方向の１ライン単位でラインバッファに格納する。

また、ＦＩＦＯ処理部１２４は、ＲＥ信号１３２がＬレベルからＨレベル（イネーブル状態）に切り替わると、ラインバッファに格納された画像データをＶＤＯ信号１４０としてシリアル形式で出力する。その際、ＦＩＦＯ処理部１２４は、画像クロック制御部１２７から読み出し用クロック（ＲＣＬＫ）として供給される画像クロック１２６ｂに同期して、ＶＤＯ信号１４０を出力する。画像クロック１２６ｂは、画像クロック制御部１２７において、部分倍率補正用の補正データに基づいて画像クロック１２６ａを補正することによって得られる画像クロックである。レーザ駆動部３００は、画像クロック１２６ｂに同期して出力されるＶＤＯ信号１４０に従って光源４０１を発光させることで、光源４０１からレーザ光（光ビーム）２０８を出射させる。このように、画像クロック１２６ｂは、光源４０１が発光するタイミングを制御するために用いられる。

＜画像信号生成部１０１による部分倍率補正＞
本実施形態では、画像信号生成部１０１による画像データに対する部分倍率補正は、上述のように、画像クロックの周波数または周期を補正データに基づいて補正する（画像クロックを変調する）ことによって実現される。以下では、図８及び図９を参照して、画像信号生成部１０１によって実行される部分倍率補正について、より具体的に説明する。

図８は、画像信号生成部１０１の動作を示すタイムチャートである。クロック生成部１０３から供給されるクロック（ＶＣＬＫ）の１周期は１画素に相当する。図８に示すように、ハーフトーン処理部１２２は、ハーフトーン処理後の、各画素が１６ビットで表現される画像データ１２９を、クロック生成部１０３から供給されるクロック（ＶＣＬＫ）に同期して１画素ごとにパラレルデータとして出力している。

ＰＳ変換部１２３は、画像データ１２９をＰＳ変換して得られたシリアルデータ（画像データ１３０）を、ＰＬＬ部１２５から供給される画像クロック１２６ａに同期して１ビット（１画素片）ごとに出力している。本実施形態では、ＰＬＬ部１２５によって生成される画像クロック１２６ａの周波数は、クロック生成部１０３から供給されるクロック（ＶＣＬＫ）の周波数の１６倍である。画像クロック１２６ａの１周期は、ＰＳ変換部１２３から出力される１ビット（即ち、１画素の１／１６の幅を有する画素片）に相当する。

画像クロック制御部１２７は、ＣＰＵ１０２からのＴＯＰ信号及びＢＤ信号に従って、ＰＳ変換部１２３からＦＩＦＯ処理部１２４への画像データの出力が開始されるタイミングに合わせて、ＷＥ信号１３１をＬレベルからＨレベルに切り替える。これにより、ＰＳ変換部１２３から出力された画像データが、画像クロック１２６ａ（ＷＣＬＫ）に同期して、ＦＩＦＯ処理部１２４のラインバッファに格納される。

画像クロック制御部１２７は、ＣＰＵ１０２からのＴＯＰ信号及びＢＤ信号に従って、ＲＥ信号１３２をＬレベルからＨレベルに切り替える。これにより、ＦＩＦＯ処理部１２４は、画像クロック制御部１２７から供給される画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）に同期して、ラインバッファに格納された画像データをＶＤＯ信号１４０として出力することを開始する。

画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）は、ＰＬＬ部１２５によって生成された画像クロック１２６ａの周波数（または周期）を補正することによって得られる画像クロックである。本実施形態では、画像クロック制御部１２７は、感光ドラム４の被走査面４０７上に形成される１ラインの画像の、主走査方向における部分倍率が補正されるように、ＦＩＦＯ処理部１２４に供給する画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）を制御する。

画像クロック制御部１２７は、部分倍率を小さくする（主走査方向において画像を短くする）場合には、基準となる画像クロック１２６ａの周波数を部分的に増加（周期を部分的に減少）させる補正を行う。この場合、補正後の画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）に同期してＦＩＦＯ処理部１２４からＶＤＯ信号１４０が出力されることで、ＶＤＯ信号１４０は、周期（周波数）または時間幅が短くなるように補正される。一方、画像クロック制御部１２７は、部分倍率を大きくする（主走査方向において画像を長くする）場合には、基準となる画像クロック１２６ａの周波数を部分的に減少（周期を部分的に増加）させる補正を行う。この場合、補正後の画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）に同期してＦＩＦＯ処理部１２４からＶＤＯ信号１４０が出力されることで、ＶＤＯ信号１４０は、周期（周波数）または時間幅が長くなるように補正される。このようにして、ＶＤＯ信号１４０の周期（周波数）または時間幅が補正されることで、部分倍率補正が実現される。

図８の例では、第１番目の画素（１ｓｔ画素）に対応するＶＤＯ信号１４０は、基準となる画像クロック１２６ａと比べて、周期を１５／１６に短くした画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）に同期して出力されている。これにより、第１番目の画素に対応するドットの幅が主走査方向において縮むように補正されることになる。また、第２番目の画素（２ｎｄ画素）に対応するＶＤＯ信号１４０は、基準となる画像クロック１２６ａと比べて、周期を１８／１６に長くした画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）に同期して出力されている。これにより、第２番目の画素に対応するドットの幅が主走査方向において伸びるように補正されることになる。

次に、図９は、部分倍率の補正前及び補正後の画像データの例を示す図である。図９の例では、ＰＳ変換部１２３から出力されるシリアルデータ（画像データ１３０）の、主走査方向に連続する７画素の領域を対象として、当該対象領域において部分倍率補正が行われている。図９（Ａ）は、対象領域における部分倍率を８％増加させる補正を行う例、図９（Ｂ）は、対象領域における部分倍率を７％減少させる補正を行う例である。本実施形態の画像クロック制御部１２７は、画像クロック１２６ａの周波数を、当該周波数に部分倍率補正用の補正率を乗算して得られる周波数に補正することで、画像クロック１２６ｂを生成する。

図９（Ａ）の例では、画像クロック制御部１２７は、連続する７画素に相当する１１２個の連続する画素片群の領域を対象として、画像クロック１２６ａの周波数を補正率９２％で補正している（即ち、周波数を８％減少させている）。これにより、対象領域における画像の部分倍率を８％増加させることができる。即ち、感光ドラム４の被走査面４０７上に形成される対象領域の各画素を、主走査方向に伸ばすことができる。

一方、図９（Ｂ）の例では、画像クロック制御部１２７は、連続する７画素に相当する１１２個の連続する画素片群の領域を対象として、画像クロック１２６ａの周波数を補正率１０７％で補正している（即ち、周波数を７％増加させている）。これにより、対象領域における画像の部分倍率を７％減少させることができる。即ち、感光ドラム４の被走査面４０７上に形成される対象領域の各画素を、主走査方向に縮ませることができる。

上述のように、レーザ光２０８の走査速度は、レーザ光２０８による被走査面４０７上の主走査位置（像高）に応じて変化する。その結果、像高に応じて部分倍率が変化する。図３に示すように、像高の絶対値が大きくなる程、レーザ光２０８の走査速度が速くなり、部分倍率が大きくなる。このため、画像信号生成部１０１（画像クロック制御部１２７）は、レーザ光２０８による１ラインの走査領域において画像が形成される画像領域内で部分倍率が均一となるよう、感光ドラム４上の像高に応じて定められる補正率を用いて、部分倍率補正を行う。

このような部分倍率補正によって、各主走査位置（像高）に形成される、各画素に対応するドットの幅を、実質的に均一になるように補正することが可能である。なお、各ドットの幅は、多少のばらつきがあってもよく、ほぼ均一となるように補正されてもよい。また、画像クロック制御部１２７による画像クロックの周波数または周期の補正は、画素ごとに行われてもよいし、あるいは、複数の画素単位で行われてもよい。

＜画像クロック制御部１２７＞
次に、画像クロック制御部１２７の構成及び動作について、より具体的に説明する。図６（Ｂ）は、画像信号生成部１０１内の画像クロック制御部１２７の構成を示すブロック図である。画像クロック制御部１２７は、補正制御部１４１、及び画像クロック補正部１４２を有する。

補正制御部１４１は、上述のように、ＣＰＵ１０２から出力されるＴＯＰ信号及びＢＤ信号に従って、ＦＩＦＯ処理部１２４へ出力するＷＥ信号１３１及びＲＥ信号１３２を制御することで、ＦＩＦＯ処理部１２４を制御する。また、補正制御部１４１は、画像クロック補正部１４２へ出力する設定信号１４３を制御することで、画像クロック補正部１４２を制御する。

画像クロック補正部１４２は、補正制御部１４１から出力される設定信号１４３に基づいて、入力された画像クロック１２６ａの周波数または周期を補正し、補正後の画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）をＦＩＦＯ処理部１２４へ出力する。即ち、画像クロック１２６ａの周波数（周期）を基準として、当該基準となる周波数（周期）から補正された周波数（周期）のクロックが画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）として生成され、ＦＩＦＯ処理部１２４へ供給される。

本実施形態のＣＰＵ１０２は、部分倍率補正用の補正データとして、感光ドラム４上の各像高における、画像クロック１２６ａの周波数の補正率を示すデータを、制御信号１１０を介して補正制御部１４１へ出力する。この補正データは、データ記憶部１０４に予め格納されており、データ記憶部１０４からＣＰＵ１０２によって読み出されて使用される。なお、画像クロック制御部１２７または画像信号生成部１０１内に補正データを格納するためのレジスタが設けられてもよい。その場合、補正制御部１４１は、レジスタに格納された補正データを読み出して使用する。

また、本実施形態の画像クロック補正部１４２は、入力された画像クロック１２６ａの周波数を設定信号１４３に従って変更する（偏移させる）ことが可能なＰＬＬ（周波数シンセサイザ）回路によって構成されている。画像クロック補正部１４２を構成するＰＬＬ回路には、例えば、外部から分周比の設定を変更可能なプログラマブル分周器が設けられている。その場合、補正制御部１４１は、設定信号１４３を用いて、補正データが示す補正率に従ってプログラマブル分周器の設定を行うことで、補正後の画像クロック１２６ｂの周波数を設定する。これにより、画像クロック補正部１４２は、入力された画像クロック１２６ａの周波数を、設定信号１４３によって設定された周波数に補正することで、補正後の画像クロック１２６ｂを生成する。更に、クロック補正部１４２は、生成した画像クロック１２６ｂをＦＩＦＯ処理部１２４へ出力する。

＜画像クロックの周波数制御＞
次に、図１０及び図１１を参照して、感光ドラム４の被走査面４０７がレーザ光２０８によって主走査方向に走査される間に画像クロック制御部１２７によって実行される、画像クロック１２６ｂの周波数制御について説明する。

画像クロック制御部１２７（補正制御部１４１）は、ＣＰＵ１０２からＢＤ信号が出力されたタイミングに基づいて、感光ドラム４上のレーザ光２０８による走査位置を特定できる。具体的には、クロック生成部１０３から供給される、基準となる画像クロック１２６ａ（以下、「基準画像クロック１２６ａ」とも称する。）を、ＢＤ信号の出力タイミングからカウントすることによって特定できる。本実施形態では、基準画像クロック１２６ａの周波数（以下、「基準周波数」とも称する。）は、画像領域内の全体倍率（画像領域内の倍率の平均値）に合わせて定められている。即ち、画像領域内をレーザ光２０８で走査するのに要する時間と、画像領域内の画素数とから、レーザ光２０８による１画素当たりの走査時間を求め、求めた走査時間の逆数を基準周波数として定めることができる。

画像信号生成部１０１（画像クロック制御部１２７）は、レーザ光２０８によって主走査方向に走査される１ラインの走査領域内の、感光ドラム４上で画像が形成される画像領域において、上述の部分倍率補正を行う。なお、本明細書において走査領域には、感光ドラム４の被走査面４０７上の領域だけでなく、被走査面４０７の外部の領域も含まれる。また、画像領域外である非画像領域には、被走査面４０７上の画像領域以外の領域と、１ラインの走査領域における被走査面４０７の外部の領域とが含まれる。

具体的には、画像クロック制御部１２７は、ＢＤ信号に基づいて特定される画像領域において、ＣＰＵ１０２からの補正データに従って、基準画像クロック１２６ａの周波数を基準周波数から補正して画像クロック１２６ｂを生成する。なお、画像クロック制御部１２７は、画像領域外である非画像領域では、画像クロック１２６ｂの周波数が基準周波数となるように、画像クロック１２６ｂを生成する。これにより、ＦＩＦＯ処理部１２４へ出力する画像クロック１２６ｂの周波数を制御する。ＦＩＦＯ処理部１２４は、画像クロック制御部１２７から供給される画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）に同期してＶＤＯ信号１４０をレーザ駆動部３００へ出力する。このように、ＶＤＯ信号１４０の出力用の画像クロック１２６ｂの周波数を補正データに従って制御することで、主走査方向に形成される１ラインの画像の部分倍率が補正される。

ここで、図１０は、ＢＤ信号が出力されたタイミングから、レーザ光２０８が主走査方向に１ラインの走査領域を走査する間の、画像クロックの周波数の補正率の時間変化を例示している。なお、図１０（Ａ）は、本実施形態に対する比較例の周波数制御を示し、図１０（Ｂ）は、本実施形態に係る周波数制御を示している。

図１０において、補正率は、基準周波数に対する補正後の画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）の比を示しており、補正率１００％は基準周波数に相当する。即ち、補正後の画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）の周波数は、感光ドラム４上の各像高（各走査位置）において、図１０に示す補正率を基準周波数に乗算して得られる周波数となる。このため、画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）の周波数は、ＢＤ信号の出力タイミングを基準とした１主走査ラインにおいて、図１０に示す補正率と同様に変化する。図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、画像領域の始点１００１から終点１００２までの範囲では、図３に示すような各像高の部分倍率を補正するように、画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）の周波数が像高に応じて補正される。このために、始点１００１から終点１００２までの範囲における補正率は、各像高の部分倍率に対応する値に定められる。

図１０（Ａ）に示す比較例では、画像クロック１２６ｂの周波数は、ＢＤ信号の出力タイミング（時間０）から画像領域の始点１００１の直前まで、基準周波数に維持されている。その後、画像クロック１２６ｂの周波数は、画像領域の始点１００１の直前に、基準周波数から、端部像高における補正率（約１１２％）に対応する周波数に、比較的大きな変化幅（１０％以上）で切り替わるように制御される。この場合に、画像クロック１２６ｂの周波数は、画像領域の始点１００１で、端部像高における補正率に対応する周波数への切り替えが完了している必要がある。しかし、画像クロック制御部１２７では、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路の応答特性に起因して、画像クロック１２６ｂの周波数の制御に誤差が生じる可能性がある。

ここで、図１１は、画像領域の始点１００１において図１０（Ａ）に示すような画像クロック１２６ｂの周波数の切り替えを行う場合の、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路の応答特性を示す図である。同図では、ＢＤ信号の出力タイミング（時間０）におけるＰＬＬ回路の出力信号（画像クロック１２６ｂ）の周波数を基準（１００％）として、当該基準となる周波数に対する比（周波数比）を示している。また、図１１（Ａ）は、ＰＬＬ回路が速い応答特性を有する場合、図１１（Ｂ）は、ＰＬＬ回路が遅い応答特性を有する場合をそれぞれ示し、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）に示す周波数比と図１１（Ｂ）に示す周波数比との間の差を示している。

速い応答特性を有するＰＬＬ回路は、図１０（Ａ）に示すような大きな変化幅で周波数を切り替える場合でも、図１１（Ａ）に示すように短い時間で周波数の切り替えを行うことが可能である。一方、遅い応答特性を有するＰＬＬ回路は、大きな変化幅で周波数を切り替える場合には、図１１（Ｂ）に示すように周波数の切り替えに長い時間を要することになる。このようなＰＬＬ回路の応答特性の差異は、ＰＬＬ回路の特性のばらつきの他に、電源電圧、周囲の温度、周辺回路の定数のばらつき等の影響に起因する。

本実施形態の画像形成装置１のように、所望のｆθ特性を有しない結像レンズ４０６を使用するために大きな変化幅（例えば１０％以上）で画像クロックを制御する場合には、このようなＰＬＬ回路の応答特性の差異の影響を受けやすくなる。具体的には、ＰＬＬ回路の応答特性が遅い場合、図１０（Ａ）に示す補正率を用いて画像クロック１２６ｂの周波数の切り替えを行っても、画像領域の始点１００１までに画像クロック１２６ｂの周波数の切り替えが間に合わない可能性がある。例えば、図１１（Ｃ）に示すように、ＰＬＬ回路の応答特性が遅い場合と速い場合との間の周波数差の積分値は１５０％を超えることがある。このような場合、感光ドラム４上に形成される画像には、ＰＬＬ回路の応答特性の差異に起因して、主走査方向において１．５画素以上のずれが生じる結果となる。これは、モアレや色ずれ等の画像不良の原因となる。したがって、画像領域の始点１００１における画像クロック１２６ｂの周波数の切り替えは、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路の応答特性の差異による影響が抑えられるように行われる必要がある。

そこで、本実施形態の画像クロック制御部１２７は、ＰＬＬ回路の応答特性の差異を考慮して、主走査方向の１ラインに適用する画像クロックの周波数が非画像領域において緩やかに変化するように、画像クロックの周波数の制御（補正）を行う。具体的には、補正制御部１４１は、レーザ光２０８が１ラインの走査領域を走査する主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置の部分倍率が補正されるように、画像クロック１２６ｂの周波数を制御する。更に、補正制御部１４１は、画像クロック１２６ｂの周波数を制御する際に、画像領域外である非画像領域において、単位時間当たりの画像クロック１２６ｂの周波数の変化量である変化率（傾き）を、画像領域における変化率よりも小さくする。

図１０（Ｂ）は、本実施形態に係る、画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）の周波数に適用する補正率の例を示している。本実施形態では、図１０（Ｂ）に示すように、ＢＤ信号の出力タイミング（時間０）から画像領域の始点１００１までの非画像領域では、画像クロック１２６ｂの周波数が、図１０（Ａ）に示す比較例よりも緩やかな変化率で制御される。具体的には、非画像領域における画像クロック１２６ｂの周波数の変化率（単位時間当たりの変化量）が、始点１００１から終点１００２までの画像領域における変化率よりも小さくなるように、画像クロック１２６ｂの周波数が制御される。なお、始点１００１は、画像領域の、レーザ光２０８による走査開始側の端部に相当する。

図１０（Ｂ）に示す例では、補正制御部１４１は、レーザ光２０８が１ラインの走査領域の走査を開始してから始点１００１に達するまでの間に、画像クロック１２６ｂの周波数を、基準周波数から、始点１００１における目標周波数まで変化させている。目標周波数は、部分倍率補正を行うための周波数であり、上述のように、感光ドラム４上の像高に応じて定められる補正率（約１１２％）に対応している。また、補正制御部１４１は、画像領域における変化率よりも小さい変化率で、画像クロック１２６ｂの周波数を変化させている。

本実施形態では、図１０（Ｂ）に示すように、画像クロック１２６ｂの周波数の、基準周波数からの制御は、レーザ光２０８が始点１００１に達するタイミングまでに画像クロック１２６ｂの周波数が目標周波数に達するように開始されてもよい。また、基準周波数から目標周波数への画像クロック１２６ｂの周波数の制御を開始したタイミングから、画像クロック１２６ｂの周波数が目標周波数に達するまでの間、画像領域における変化率よりも小さく、かつ、一定の変化率で、周波数制御が行われてもよい。

このような制御により、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路に依存せず、画像領域の始点１００１（端部像高）において、画像クロック１２６ｂの周波数を、部分倍率補正を適切に行うための補正率に対応する周波数に制御することが可能になる。即ち、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路が遅い応答特性を有している場合であっても、画像クロック１２６ｂの周波数を画像領域内において部分倍率補正に適した周波数に制御することが可能になる。したがって、画像領域における部分倍率補正の精度の低下を抑えることが可能になる。

画像クロック制御部１２７では、補正制御部１４１は、上述のように画像クロック１２６ｂの周波数が変化するように、基準画像クロック１２６ａから画像クロック１２６ｂを生成する画像クロック補正部１４２を制御する。本実施形態では、補正制御部１４１は、ＣＰＵ１０２からの補正データに従って、画像クロック補正部１４２によって生成される画像クロック１２６ｂの周波数を制御する。これは、図１０（Ｂ）に示すような補正率を示す補正データを予め用意し、データ記憶部１０４に格納しておくことで実現できる。この場合、ＣＰＵ１０２がデータ記憶部１０４に格納された補正データを読み出して補正制御部１４１に提供すればよい。

なお、レーザ光２０８による１ラインの走査が行われる間に、画像領域の終点１００２以降の非画像領域に適用する画像クロック１２６ｂについては、変化率を任意の値に設定することが可能である。図１０（Ｂ）では、一例として、画像領域の終点１００２において画像クロック１２６ｂの周波数が大きな変化率で基準周波数に変化するように、画像クロック１２６ｂの補正率が定められている。この場合、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路が遅い応答特性を有していて、画像クロック１２６ｂの制御に遅れが生じたとしても、画像クロック１２６ｂの周波数に生じる誤差が画像領域における部分倍率補正に影響することはない。

以上説明したように、本実施形態によれば、所望のｆθ特性を有する結像レンズ（走査レンズ）を用いない画像形成装置１において、画像クロック１２６ｂの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止できる。

なお、上述の例では画像クロック１２６ｂの周波数の変化率に着目しているが、補正制御部１４１は、画像領域における画像クロック１２６ｂの周波数に応じて、画像領域外である非画像領域における画像クロック１２６ｂの周波数を決めてもよい。この場合、補正制御部１４１は、非画像領域における画像クロック１２６ｂの周波数を、画像領域の走査開始側の端部（始点１００１）における周波数に対して所定の変化幅の範囲内の値としてもよい。即ち、補正制御部１４１は、非画像領域において、始点１００１における周波数に対して所定の変化幅の範囲内で画像クロック１２６ｂの周波数が変化するよう、画像クロック補正部１４２を制御してもよい。この所定の変化幅は、画像クロック１２６ｂの周波数制御に対する、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路の応答特性の影響を抑えられる範囲として定められうる。画像クロック補正部１４２は、レーザ光２０８が１ラインの走査領域の走査を開始してから始点１００１に達するまでの間に、画像クロック１２６ｂの周波数が始点１００１における目標周波数になるよう、基準画像クロック１２６ａの周波数を補正する。このような周波数制御によって、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路の応答特性の影響に起因して画像クロック１２６ｂの周波数制御に生じる誤差を低減できる。その結果、そのような誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止できる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、ＢＤ信号の出力タイミングから画像領域の始点１００１までの非画像領域において、第１実施形態とは異なる方法で画像クロック１２６ｂの周波数制御を行う。具体的には、画像クロック制御部１２７において画像クロック１２６ｂを生成するために用いる基準画像クロック１２６ａの周波数（基準周波数）を、第１実施形態では、全体倍率（画像領域内の倍率の平均値）に合わせて定めている。これに対し、本実施形態では、基準周波数を、全体倍率に合わせて定められる周波数ではなく、画像領域の始点１００１における目標周波数に設定する。なお、以下では、第１実施形態と共通する部分については説明を省略し、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図１２（Ａ）は、本実施形態に係る、画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）の周波数に適用する補正率の例を示している。本実施形態では、ＢＤ信号の出力タイミング（時間０）における画像クロック１２６ｂの周波数に相当する基準周波数を、画像領域の始点１００１における目標周波数と同一の周波数にしている。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、ＢＤ信号の出力タイミング（時間０）から画像領域の始点１００１までの非画像領域では、画像クロック１２６ｂの周波数が、画像領域の始点１００１における目標周波数と同一の周波数で固定されるように制御される。

これにより、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路に依存せず、画像領域の始点１００１（端部像高）において、画像クロック１２６ｂの周波数を、部分倍率補正を適切に行うための補正率に対応する周波数に制御（補正）することが可能になる。即ち、第１実施形態と同様、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路が遅い応答特性を有している場合であっても、画像クロック１２６ｂの周波数を画像領域内において部分倍率補正に適した周波数に制御することが可能になる。

なお、基準周波数は、必ずしも画像領域の始点１００１（端部像高）における目標周波数に設定される必要はなく、画像クロック補正部１４２内のＰＬＬ回路の応答特性の影響を抑えられる範囲内で、異なる値に設定されてもよい。例えば、第１実施形態で使用されている、全体倍率（画像領域内の倍率の平均値）に合わせて定められる周波数よりも高く、画像領域の始点１００１における目標周波数よりも低い周波数に定められてもよい。これにより、全体倍率に合わせて定められる周波数を基準周波数に設定する場合よりも、非画像領域における画像クロック１２６ｂの周波数の変化幅を小さくすることができ、変化率を抑えた画像クロック１２６ｂの周波数の制御が容易になる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、非画像領域における画像クロック１２６ｂの周波数を固定する期間ができるだけ短くなるように、画像クロック１２６ｂの周波数制御を行う。これにより、部分倍率補正の精度を向上とともに、画像クロック１２６ｂによって生じる不要輻射ノイズを低減する。以下では、第１及び第２実施形態と共通する部分については説明を省略し、第１及び第２実施形態との相違点を中心に説明する。

一般に、画像クロックのように数十ＭＨｚの帯域幅の信号を発生させると、不要輻射ノイズが放射される問題がある。このような不要輻射ノイズを低減する方法として、例えば、画像クロックの周波数を遷移させることで、ノイズの周波数成分を周波数領域において分散させることが挙げられる。不要輻射ノイズは、生成される画像クロックの周波数が固定される時間が長いほど多くなる。一方で、画像クロックの周波数の変化率を大きくするほど、不要輻射ノイズは低減される。

そこで、本実施形態では、画像クロック１２６ｂの周波数制御の誤差に起因して部分倍率補正の精度に劣化が生じない範囲で、画像クロック１２６ｂの周波数ができるだけ変化するように、画像クロック１２６ｂの周波数制御を行う。図１２（Ｂ）は、本実施形態に係る、画像クロック１２６ｂ（ＲＣＬＫ）の周波数に適用する補正率の例を示している。図１２（Ｂ）に示すように、補正制御部１４１は、非画像領域において、画像クロック１２６ｂの周波数が変化する期間１２０２，１２０３の総和が、画像クロック１２６ｂの周波数が一定の期間１２０１，１２０４の総和よりも長くなるように周波数制御を行う。これにより、例えば第１実施形態（図１０（Ｂ））よりも、非画像領域において画像クロック１２６ｂの周波数が一定となる期間を短くすることができるとともに、画像クロック１２６ｂの周波数が変化する期間を長くする。これにより、第１実施形態と比べて、画像クロック１２６ｂに起因した不要輻射ノイズを低減できる。

このように、本実施形態によれば、画像形成装置１において、画像クロック１２６ｂの周波数制御に生じる誤差に起因して部分倍率補正の精度が低下することを防止できるとともに、不要輻射ノイズを低減することが可能になる。

１：画像形成装置、１００：制御部、３００：レーザ駆動部、４００：光走査装置、１０１：画像信号生成部、１０２：ＣＰＵ、１０３：クロック生成部、１０４：データ記憶部、４０９：ＢＤセンサ、１２５：ＰＬＬ部、１２７：画像クロック制御部、１４１：補正制御部、１４２：画像クロック補正部（ＰＬＬ）

Claims (14)

1. 感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、
   前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、
   前記光ビームが１ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置に応じて、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を制御し、
   前記非画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率は、前記画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率よりも小さく、
   前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、
   前記制御手段は、前記光ビームが前記１ラインの走査を開始してから前記画像領域の走査開始側の端部に達するまでの間に、前記画像クロックの周波数を、前記基準画像クロックの周波数である基準周波数から前記端部における部分倍率の補正のための目標周波数まで、前記画像領域よりも小さい前記変化率で変化させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記光ビームが前記１ラインの走査を開始した後、前記光ビームが前記端部に達するタイミングまでに前記画像クロックの周波数が前記目標周波数に達するように、前記基準周波数から前記目標周波数への前記画像クロックの周波数の制御を開始する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記基準周波数から前記目標周波数への前記画像クロックの周波数の制御を開始したタイミングから、前記画像クロックの周波数が前記目標周波数に達するまでの間、前記画像領域における前記変化率よりも小さい一定の変化率で、前記画像クロックの周波数を変化させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、
   前記非画像領域では、前記画像クロックの周波数が前記基準周波数となるように、前記生成手段を制御し、
   前記画像領域では、前記画像領域における各位置の部分倍率に対応して定められた補正率で前記基準周波数を補正して前記画像クロックを生成するよう、前記生成手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、
   前記基準周波数は、前記画像領域における各位置の部分倍率の平均値に合わせて定められている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、
   前記基準周波数は、前記目標周波数と同じ周波数に定められている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、
   前記基準周波数は、前記画像領域における各位置の部分倍率の平均値に合わせて定められる周波数よりも高く、前記目標周波数よりも低い周波数に定められている
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記非画像領域において、前記画像クロックの周波数が一定となる期間が、前記画像クロックの周波数が変化する期間よりも短くなるように、前記画像クロックの周波数を制御する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、
   前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、
   前記光ビームが１ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置に応じて、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記画像領域における前記画像クロックの周波数に応じて、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を決め、
   前記制御手段は、前記非画像領域において、前記画像クロックの周波数が一定となる期間が、前記画像クロックの周波数が変化する期間よりも短くなるように、前記画像クロックの周波数を制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記非画像領域における前記画像クロックの周波数を、前記画像領域の走査開始側の端部における周波数に対して所定の変化幅の範囲内の値とする
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記生成手段は、基準画像クロックの周波数を補正することによって前記画像クロックを生成し、
    前記制御手段は、前記光ビームが前記１ラインの走査を開始してから前記端部に達するまでの間に、前記画像クロックの周波数が前記端部における部分倍率の補正のための目標周波数になるよう、前記基準画像クロックの周波数を前記生成手段に補正させる
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 感光体を露光するための光ビームを出射する光源と、
    前記光源から出射された光ビームが前記感光体を走査するよう、当該光ビームを偏向する偏向手段と、
    前記光源が発光するタイミングを制御するための画像クロックを生成する生成手段と、
    前記光ビームが１ラインの走査領域を走査する方向である主走査方向において、画像が形成される画像領域における各位置に応じて、前記生成手段によって生成される前記画像クロックの周波数を制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記画像領域外である非画像領域における前記画像クロックの周波数を制御し、
    前記非画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率は、前記画像領域における単位時間当たりの前記画像クロックの周波数の変化率よりも小さく、
    前記制御手段は、前記非画像領域において、前記画像クロックの周波数が一定となる期間が、前記画像クロックの周波数が変化する期間よりも短くなるように、前記画像クロックの周波数を制御する
    ことを特徴とする画像形成装置。
13. 前記偏向手段によって偏向された前記光ビームを前記感光体の表面で結像させる結像レンズを更に備え、
    前記結像レンズを通過した前記光ビームは、前記走査領域内の位置に応じて変化する走査速度で前記感光体を走査する
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記感光体と、
    前記感光体を帯電させる帯電手段と、
    前記光ビームによる露光によって前記感光体に形成された静電潜像を現像して、記録媒体に転写すべき画像を前記感光体に形成する現像手段と、を更に備える
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images