JP7520600B2

JP7520600B2 - Image forming device

Info

Publication number: JP7520600B2
Application number: JP2020114939A
Authority: JP
Inventors: 貴幸宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2024-07-23
Anticipated expiration: 2040-07-02
Also published as: JP2022012828A

Description

本発明は、感光体を露光して静電潜像を形成するための光走査装置を有する複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus, such as a copying machine or printer, that has an optical scanning device for exposing a photoconductor to light to form an electrostatic latent image.

電子写真方式の画像形成装置は感光体を露光して静電潜像を形成するための光走査装置を有している。光走査装置は、画像データに基づいてレーザー光を出射し、そのレーザー光を回転多面鏡で反射し、走査レンズを通過させることで感光体へ照射して感光体の画像形成面を露光する。走査レンズはｆθ特性を有するレンズである。ｆθ特性とは、回転多面鏡が一定の角速度で回転しているときにレーザー光のスポットが感光体の表面上を一定の速度で移動するようにレーザー光を感光体の表面に結像させる光学的特性である。このようにｆθ特性を有する走査レンズを用いることにより、主走査方向における画素あたりの露光長が一定の長さに維持される。 An electrophotographic image forming apparatus has an optical scanning device for exposing a photoconductor to form an electrostatic latent image. The optical scanning device emits laser light based on image data, reflects the laser light off a rotating polygon mirror, and passes through a scanning lens to irradiate the photoconductor and expose the image forming surface of the photoconductor. The scanning lens has fθ characteristics. The fθ characteristics are optical characteristics that focus the laser light on the surface of the photoconductor so that the spot of the laser light moves at a constant speed on the surface of the photoconductor when the rotating polygon mirror rotates at a constant angular velocity. By using a scanning lens with fθ characteristics in this way, the exposure length per pixel in the main scanning direction is maintained at a constant length.

ｆθ特性を有する走査レンズは、ｆθ特性を有していない走査レンズに比べて、サイズが大きくコストも高い。そのため、画像形成装置の小型化やコストダウンを図るには、光走査装置において、走査レンズを使用しないか、またはｆθ特性を有していない走査レンズを使用することが考えられる。特許文献１では感光体の主走査方向の複数の区間に対してレーザー光を一定でない走査速度で走査する光走査装置を用いて、主走査方向のいずれの区間に対応するレーザー光であるかに応じて、レーザー光の発光間隔を補正している。すなわち、レーザー光のスポットの移動方向における幅が一定となるように、各画素に対応する潜像の露光時間を補正している。さらに各画素に対応する潜像の露光時間の補正に伴う各潜像あたりの露光量の不足を補うために、各潜像についてのレーザー光の輝度を補正している。 A scanning lens with fθ characteristics is larger in size and more expensive than a scanning lens without fθ characteristics. Therefore, in order to reduce the size and cost of an image forming device, it is possible to use a scanning lens without fθ characteristics in an optical scanning device, or to use a scanning lens without fθ characteristics. In Patent Document 1, an optical scanning device that scans a laser beam at a non-constant scanning speed over multiple sections in the main scanning direction of a photoconductor is used to correct the emission interval of the laser beam depending on which section in the main scanning direction the laser beam corresponds to. In other words, the exposure time of the latent image corresponding to each pixel is corrected so that the width of the spot of the laser beam in the moving direction is constant. Furthermore, the brightness of the laser beam for each latent image is corrected to compensate for the lack of exposure amount per latent image due to the correction of the exposure time of the latent image corresponding to each pixel.

特開２０１６－１５０５８０号公報JP 2016-150580 A

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では感光体の主走査方向における中央部に比べて端部を走査する時の方がレーザー光の光量の変化が顕著になる。例えば、感光体の主走査方向において感光体の表面を等間隔に分割した場合、その等間隔に分割した中央部の領域に比べて端部の領域の方が光量の変化がより大きくなる。そのため、感光体の表面において主走査方向の中央部と端部とで画像濃度のムラに違いが出てしまい、前記中央部に比べて前記端部は画質が安定しないという課題がある。 However, in the technology disclosed in Patent Document 1, the change in the amount of laser light is more noticeable when scanning the ends of the photoconductor in the main scanning direction than when scanning the center. For example, if the surface of the photoconductor is divided into equal intervals in the main scanning direction, the change in the amount of light is greater in the end regions than in the center region divided into equal intervals. This results in a difference in unevenness in image density between the center and ends in the main scanning direction on the surface of the photoconductor, and there is a problem that the image quality is less stable at the ends than at the center.

そこで本発明の目的は、感光体の表面において主走査方向の画質を安定化させることである。 The object of the present invention is to stabilize image quality in the main scanning direction on the surface of the photoconductor.

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、感光体と、画像データに基づいてレーザー光を出力する光源と、前記光源から出力されたレーザー光を前記感光体に対して走査する走査手段と、前記レーザー光の光路において前記走査手段と前記感光体との間に設けられ、前記レーザー光が通過する光学系と、前記光源による前記レーザー光の出力を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記画像データを構成する画素の前記感光体の軸線方向に沿った方向である主走査方向における位置と前記画素の光量を補正する光量補正率との関係を表す第１のプロファイル、並びに、前記主走査方向における前記画素の位置と、単位時間あたりに露光される前記感光体の表面の領域の長さを示す画素倍率との関係を表す第２のプロファイルと、を有し、前記制御手段は、さらに、前記第１のプロファイルに含まれる複数の光量補正率のそれぞれについて複数設定された、前記第２のプロファイルに含まれる前記画素倍率に応じた複数の制御パターンを有し、前記制御手段は、前記主走査方向における第１の領域に属する複数の画素に対して、第１の光量補正率と第２の光量補正率とから、使用頻度が変化するようにいずれか一方の光量補正率を選択し、さらに、前記第１の領域に属する複数の画素のそれぞれに対して、当該画素の位置に応じた画素倍率と選択された光量補正率に基づいて制御パターンを選択し、前記制御手段は、前記主走査方向において、前記第１の領域に隣り合う第２の領域に属する複数の画素に対して、前記第２の光量補正率と第３の光量補正率とから、使用頻度が変化するようにいずれか一方の光量補正率を選択し、さらに、前記第２の領域に属する複数の画素のそれぞれに対して、当該画素の位置に応じた画素倍率と選択された光量補正率に基づいて制御パターンを選択し、前記第１の光量補正率と前記第２の光量補正率との差と、前記第２の光量補正率と前記第３の光量補正率との差は等しい、ことを特徴とする。 A representative configuration of the present invention for achieving the above object includes a photoconductor, a light source that outputs laser light based on image data, a scanning means that scans the photoconductor with the laser light output from the light source, an optical system that is provided between the scanning means and the photoconductor in an optical path of the laser light and through which the laser light passes, and a control means that controls the output of the laser light by the light source, the control means having a first profile that represents a relationship between a position of a pixel constituting the image data in a main scanning direction that is a direction along an axial direction of the photoconductor and a light amount correction factor that corrects the light amount of the pixel, and a second profile that represents a relationship between the position of the pixel in the main scanning direction and a pixel magnification that indicates a length of an area of the surface of the photoconductor that is exposed per unit time, the control means further having a pixel magnification included in the second profile that is set for each of a plurality of light amount correction factors included in the first profile, the control means selects, for a plurality of pixels belonging to a first region in the main scanning direction, one of a first light amount correction rate and a second light amount correction rate so that the frequency of use varies, and further selects, for each of a plurality of pixels belonging to the first region, a control pattern based on a pixel magnification corresponding to a position of the pixel and the selected light amount correction rate; the control means selects, for a plurality of pixels belonging to a second region adjacent to the first region in the main scanning direction, one of the second light amount correction rate and a third light amount correction rate so that the frequency of use varies, and further selects, for each of a plurality of pixels belonging to the second region, a control pattern based on a pixel magnification corresponding to a position of the pixel and the selected light amount correction rate, and a difference between the first light amount correction rate and the second light amount correction rate and a difference between the second light amount correction rate and the third light amount correction rate are equal.

本発明によれば、感光体の表面において主走査方向の画質を安定化させることができる。 According to the present invention, it is possible to stabilize image quality in the main scanning direction on the surface of the photoconductor.

画像形成装置の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus. 光学走査ユニットの制御部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a control unit of the optical scanning unit. 制御部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a control unit. データを切り替える動作の流れを示すフローチャートである。13 is a flowchart showing the flow of an operation for switching data. 実施例１の感光ドラムの主走査方向の画素倍率プロファイルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a pixel magnification profile in the main scanning direction of the photosensitive drum in the first embodiment. 実施例１の感光ドラムの主走査方向の光量補正率プロファイルを示す図である。6 is a diagram showing a light amount correction rate profile in the main scanning direction of the photosensitive drum in the first embodiment. FIG. ＰＷＭテーブルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a PWM table. ＰＷＭテーブルの切替方法を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a method of switching the PWM table. 実施例２の感光ドラムの主走査方向の光量補正率プロファイルを示す図である。13 is a diagram showing a light amount correction rate profile in the main scanning direction of the photosensitive drum in the second embodiment. FIG.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The following describes in detail the preferred embodiments of the present invention by way of example, with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components described in the following embodiments should be appropriately changed depending on the configuration and various conditions of the device to which the present invention is applied, and are not intended to limit the scope of the present invention to these alone.

〔実施例１〕
図１を用いて本実施例の画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置の概略断面図である。ここでは、画像形成装置の一例として、複数色のトナーを用いて画像形成するデジタルカラープリンタを例示して説明する。 Example 1
An image forming apparatus 100 of this embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of the image forming apparatus. Here, a digital color printer that forms an image using toner of multiple colors will be described as an example of the image forming apparatus.

（画像形成装置）
画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋが備えられている。ここでのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。 (Image forming apparatus)
The image forming apparatus 100 is equipped with four image forming units 101Y, 101M, 101C, and 101K that form images by color. Here, Y, M, C, and K represent yellow, magenta, cyan, and black, respectively. The image forming units 101Y, 101M, 101C, and 101K form images using yellow, magenta, cyan, and black toners, respectively.

画像形成部１０１Ｙ，１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋには、感光体である感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋが備えられている。感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの周りには、感光体に作用するプロセス手段が設けられている。ここではプロセス手段として、帯電手段である帯電装置１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋ、露光手段である光走査装置１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０４Ｃ，１０４Ｋ、現像手段である現像装置１０５Ｙ，１０５Ｍ，１０５Ｃ，１０５Ｋが設けられている。さらにプロセス手段としてクリーニング手段であるクリーニング装置１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋが設けられている。 The image forming units 101Y, 101M, 101C, and 101K are provided with photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102K, which are photosensitive bodies. Process means acting on the photosensitive bodies are provided around the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102K. Here, the process means include charging devices 103Y, 103M, 103C, and 103K, which are charging means, optical scanning devices 104Y, 104M, 104C, and 104K, which are exposure means, and developing devices 105Y, 105M, 105C, and 105K, which are developing means. Further process means include cleaning devices 106Y, 106M, 106C, and 106K, which are cleaning means.

また、感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋの下方には、中間転写体である無端ベルト状の中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成中は図中の矢印Ｂ方向に回転する。 An endless intermediate transfer belt 107, which serves as an intermediate transfer body, is disposed below the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102K. The intermediate transfer belt 107 is stretched around a drive roller 108 and driven rollers 109 and 110, and rotates in the direction of arrow B in the figure during image formation.

また中間転写ベルト１０７を介して各感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋと対向する位置に、中間転写ベルト１０７の内周面に当接する一次転写装置１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋが設けられている。そして各一次転写装置１１１が当接された中間転写ベルト１０７と各感光ドラム１０２との間のニップ部として一次転写部が形成されている。また、本実施例の画像形成装置１００は、記録媒体Ｓ上のトナー像を定着するための定着装置１１３を備えている。 Primary transfer devices 111Y, 111M, 111C, and 111K are provided in contact with the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 107 at positions facing the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102K via the intermediate transfer belt 107. A primary transfer portion is formed as a nip portion between the intermediate transfer belt 107 to which each primary transfer device 111 is contacted and each photosensitive drum 102. The image forming apparatus 100 of this embodiment also includes a fixing device 113 for fixing the toner image on the recording medium S.

ここで画像形成装置１００の帯電工程から現像工程までの画像形成プロセスを説明する。各画像形成部における当該画像形成プロセスは同一であるため、画像形成部１０１Ｙを例示して説明し、画像形成部１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋにおける画像形成プロセスについては説明を省略する。 Here, we will explain the image formation process from the charging process to the developing process of the image forming apparatus 100. Since the image formation process is the same in each image forming unit, we will explain it using image forming unit 101Y as an example, and omit the explanation of the image formation process in image forming units 101M, 101C, and 101K.

まず画像形成部１０１Ｙの帯電装置１０３Ｙにより感光ドラム１０２Ｙの表面を帯電する。帯電された感光ドラム１０２Ｙは、光走査装置１０４Ｙから出射されるレーザー光によって露光される。これによって、回転駆動される感光ドラム１０２Ｙの表面に静電潜像が形成される。その後、静電潜像は現像装置１０５Ｙによってイエローのトナー像として現像される。マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部１０１Ｍ，１０１Ｃ，１０１Ｋについても同様にトナー像が形成される。 First, the surface of the photosensitive drum 102Y is charged by the charging device 103Y of the image forming unit 101Y. The charged photosensitive drum 102Y is exposed to laser light emitted from the optical scanning device 104Y. As a result, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 102Y, which is rotated. The electrostatic latent image is then developed into a yellow toner image by the developing device 105Y. Toner images are similarly formed in the magenta, cyan and black image forming units 101M, 101C and 101K.

次に転写工程以降の画像形成プロセスについて説明する。一次転写装置１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃ，１１１Ｋが中間転写ベルト１０７に転写バイアスを印加する。これによって、各画像形成部の感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋ上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像はそれぞれ一次転写部にて中間転写ベルト１０７に順次転写（一次転写）される。これによって中間転写ベルト１０７上で各色のトナー像が重ね合される。なお、転写後に各感光ドラム１０２Ｙ，１０２Ｍ，１０２Ｃ，１０２Ｋに残ったトナーは、それぞれクリーニング装置１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ，１０６Ｋによって除去される。 Next, the image formation process after the transfer step will be described. Primary transfer devices 111Y, 111M, 111C, and 111K apply a transfer bias to intermediate transfer belt 107. As a result, the yellow, magenta, cyan, and black toner images formed on the photosensitive drums 102Y, 102M, 102C, and 102K of each image forming unit are sequentially transferred (primary transfer) to the intermediate transfer belt 107 at the primary transfer unit. This causes the toner images of each color to be superimposed on the intermediate transfer belt 107. Note that any toner remaining on each photosensitive drum 102Y, 102M, 102C, and 102K after transfer is removed by cleaning devices 106Y, 106M, 106C, and 106K, respectively.

中間転写ベルト１０７上に転写された各色のトナー像は、手差し給送カセット１１４または給送カセット１１５から二次転写部に搬送されてきた記録媒体Ｓに対して、二次転写装置１１２によって一括して転写（二次転写）される。そして、トナー像が転写された記録媒体Ｓは、定着装置１１３により加熱定着され、排出部１１６により排出される。このようにして、記録媒体Ｓにフルカラー画像が得られる。 The toner images of each color transferred onto the intermediate transfer belt 107 are transferred (secondary transfer) all at once by the secondary transfer device 112 onto the recording medium S transported to the secondary transfer section from the manual feed cassette 114 or the feed cassette 115. The recording medium S onto which the toner images have been transferred is then heated and fixed by the fixing device 113 and discharged by the discharge section 116. In this way, a full-color image is obtained on the recording medium S.

（感光ドラムと光走査装置）
図２に感光ドラム１０２、光走査装置１０４、および、光走査装置１０４の制御部の構成を示す。なお、各色の感光ドラムと光走査装置の構成は同一であるので、以下の説明では色を示す添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを省略する。 (Photosensitive drum and optical scanning device)
2 shows the configuration of the photosensitive drum 102, the optical scanning device 104, and the control unit of the optical scanning device 104. Note that since the photosensitive drum and the optical scanning device for each color have the same configuration, the suffixes Y, M, C, and K indicating colors will be omitted in the following description.

光走査装置１０４は、光源２０１と、コリメータレンズ２０２と、シリンドリカルレンズ２０３と、偏向器２０４と、結像レンズ２０５を備えている。 The optical scanning device 104 includes a light source 201, a collimator lens 202, a cylindrical lens 203, a deflector 204, and an imaging lens 205.

光源２０１は、画像データに基づいて複数のレーザー光（光ビーム）を発生する光源である。なお、光源２０１はレーザーダイオードなどの複数の発光素子を備えたマルチビーム光源であるが、発光素子の数はこれに限定されるものではなく、例えば単一の発光素子を備えた光源であってもよく、この場合も同様に動作させるものとする。コリメータレンズ２０２は、光源２０１から出射されたレーザー光を平行光に整形するものである。シリンドリカルレンズ２０３は、コリメータレンズ２０２を通過したレーザー光を副走査方向（感光ドラムの回転方向に対応する方向）へ集光するものである。偏向器２０４は、光源２０１から出力されたレーザー光を感光ドラム１０２に対して主走査方向（感光ドラム１０２の軸線ｚに沿う方向）に走査する走査手段である。偏向器２０４は、駆動源であるモータのモータ軸２０６に取り付けられ、モータにより駆動されて回転するポリゴンミラー（回転多面鏡）である。ここではポリゴンミラーは反射面の面数が４つのミラーを例示しているが、これに限定されるものではなく、他の面数であっても良い。 The light source 201 is a light source that generates multiple laser beams (light beams) based on image data. The light source 201 is a multi-beam light source equipped with multiple light-emitting elements such as laser diodes, but the number of light-emitting elements is not limited to this, and the light source may be equipped with a single light-emitting element, and in this case, it is also operated in the same manner. The collimator lens 202 shapes the laser beam emitted from the light source 201 into parallel beams. The cylindrical lens 203 focuses the laser beam that has passed through the collimator lens 202 in the sub-scanning direction (the direction corresponding to the rotation direction of the photosensitive drum). The deflector 204 is a scanning means that scans the laser beam output from the light source 201 in the main scanning direction (the direction along the axis z of the photosensitive drum 102) relative to the photosensitive drum 102. The deflector 204 is a polygon mirror (rotating polygon mirror) that is attached to the motor shaft 206 of the motor, which is the driving source, and is driven and rotated by the motor. Here, the polygon mirror is shown as having four reflective surfaces, but this is not limited and other numbers of surfaces are also possible.

さらに光走査装置１０４は、偏向器２０４によって偏向されたレーザー光を検知し、レーザー光を検知したことに応じて水平同期信号（以下、ＢＤ信号）を出力する信号生成手段であるＢｅａｍＤｅｔｅｃｔｏｒ（以下、ＢＤ）２０７を備えている。制御部２０８はメモリ２０９内の入力画像データ２１２を読み込み、読み込んだ入力画像データ２１２に応じたＰＷＭ波形でレーザー駆動部２１０を介して光源２０１を駆動する。レーザー駆動部２１０によって駆動された光源２０１から出力されたレーザー光は、レンズを介して偏向器２０４により偏向されて感光ドラム１０２上を主走査方向に走査され、露光される。レーザー光の光路において偏向器２０４と感光ドラム１０２との間には結像レンズ２０５が設けられている。結像レンズ２０５は、前記レーザー光が通過する光学系であって、いわゆるｆθ特性を有しないレンズである。すなわち結像レンズ２０５は、前記レーザー光が感光ドラム１０２の表面を感光ドラム１０２の軸線ｚに沿った主走査方向に移動する走査速度が等速とならない光学系である。光走査装置１０４は、感光ドラム１０２に対して、レーザー光を感光ドラム１０２の軸線ｚに対して平行に走査するように、位置決めがなされている。偏向器２０４のポリゴンミラーの反射面が感光ドラム上を主走査方向に一回走査する度に、光源２０１が有する発光素子数分の走査ラインを同時に形成する。 The optical scanning device 104 further includes a Beam Detector (hereinafter, BD) 207, which is a signal generating means that detects the laser light deflected by the deflector 204 and outputs a horizontal synchronization signal (hereinafter, BD signal) in response to the detection of the laser light. The control unit 208 reads the input image data 212 in the memory 209 and drives the light source 201 via the laser driving unit 210 with a PWM waveform corresponding to the read input image data 212. The laser light output from the light source 201 driven by the laser driving unit 210 is deflected by the deflector 204 via a lens and scanned in the main scanning direction on the photosensitive drum 102 to expose it. An imaging lens 205 is provided between the deflector 204 and the photosensitive drum 102 in the optical path of the laser light. The imaging lens 205 is an optical system through which the laser light passes, and is a lens that does not have a so-called fθ characteristic. That is, the imaging lens 205 is an optical system in which the scanning speed at which the laser light moves on the surface of the photosensitive drum 102 in the main scanning direction along the axis z of the photosensitive drum 102 is not constant. The optical scanning device 104 is positioned relative to the photosensitive drum 102 so that the laser light scans parallel to the axis z of the photosensitive drum 102. Each time the reflecting surface of the polygon mirror of the deflector 204 scans the photosensitive drum once in the main scanning direction, it simultaneously forms the same number of scanning lines as the number of light-emitting elements of the light source 201.

（画像処理）
図３に制御部２０８で行われる画像処理のブロック図を示す。図４に制御部２０８によりＰＷＭテーブルを切り替える動作の流れのフローチャートを示す。図３に示すブロック図と図４に示すフローチャートで制御部２０８の構成と動作を説明する。制御部２０８は光源２０１から出射されたレーザー光がＢＤ２０７に入射してから感光ドラム１０２上を主走査方向に一回走査し終えるまでの動作を１つの動作単位として実行する。 (Image processing)
Fig. 3 shows a block diagram of image processing performed by the control unit 208. Fig. 4 shows a flowchart of the operation flow for switching the PWM table by the control unit 208. The configuration and operation of the control unit 208 will be described with reference to the block diagram shown in Fig. 3 and the flowchart shown in Fig. 4. The control unit 208 executes an operation from when the laser light emitted from the light source 201 is incident on the BD 207 to when the laser light completes one scan in the main scanning direction on the photosensitive drum 102 as one operation unit.

Ｓ４０１では、光源２０１から出射されたレーザー光をＢＤ２０７が検知すると、制御部２０８は、感光ドラム１０２上を主走査方向に一回走査し終えるまで、１画素ごとにＳ４０２～Ｓ４０７のステップを繰り返す。 In S401, when the BD 207 detects the laser light emitted from the light source 201, the control unit 208 repeats steps S402 to S407 for each pixel until one scan in the main scanning direction on the photosensitive drum 102 is completed.

Ｓ４０２では、制御部２０８の画素倍率計算部３０１が記憶部３０２からレーザー光の走査速度のプロファイルパラメータを読み出し、画素倍率（画素ごとの倍率）を計算する。ここで、プロファイルパラメータは１走査を複数の領域に分割し、各領域の各画素倍率である部分倍率を計算式のパラメータとして格納されている。ここでは例として、感光ドラムの主走査方向の１走査を３つの領域に分割する。図５に感光ドラムの主走査方向の領域を３つの領域０，１，２に分割し、分割した各領域に対する画素倍率（部分倍率）を示す。図５において、縦軸は画素倍率（部分倍率）を示し、横軸はレーザー光（画素）の主走査方向の走査位置である。領域０と領域２は感光ドラムの主走査方向の一方の端部と他方の端部の領域であり、倍率曲線は画像倍率が大きくなる方向に向かって上に凸の２次関数に近似できる。領域１は感光ドラムの主走査方向の中央部の領域であり、倍率曲線は画像倍率の小さくなる方向に向かって下に凸の２次関数に近似できる。図５に示す画素倍率プロファイル５０１は感光ドラム１０２の主走査方向の中央を中心にした左右対称のプロファイルである。 In S402, the pixel magnification calculation unit 301 of the control unit 208 reads the profile parameters of the scanning speed of the laser light from the storage unit 302 and calculates the pixel magnification (magnification for each pixel). Here, the profile parameters divide one scan into multiple regions, and the partial magnification, which is the pixel magnification of each region, is stored as a parameter of the calculation formula. Here, as an example, one scan in the main scanning direction of the photosensitive drum is divided into three regions. Figure 5 shows the pixel magnification (partial magnification) for each divided region, with the main scanning direction region of the photosensitive drum divided into three regions 0, 1, and 2. In Figure 5, the vertical axis indicates the pixel magnification (partial magnification), and the horizontal axis indicates the scanning position of the laser light (pixel) in the main scanning direction. Regions 0 and 2 are the regions at one end and the other end of the main scanning direction of the photosensitive drum, and the magnification curve can be approximated to a quadratic function that is convex upward in the direction in which the image magnification increases. Region 1 is the central region of the photosensitive drum in the main scanning direction, and the magnification curve can be approximated by a quadratic function that is convex downward in the direction in which the image magnification decreases. The pixel magnification profile 501 shown in FIG. 5 is a profile that is symmetrical about the center of the photosensitive drum 102 in the main scanning direction.

制御部２０８の画素倍率計算部３０１では、領域番号ｎ（０、１、２）と感光ドラムの走査位置ｘ（０～７０１６）として、各画素の倍率計算式をｆ_（ｘ）＝ａ_ｎ・ｘ^２＋ｂ_ｎ・ｘ＋ｃ_ｎと近似して計算する。同時に制御部２０８の記憶部３０２にはパラメータとしてａ_０、ａ_１、ａ_２、ｂ_０、ｂ_１、ｂ_２、ｃ_０、ｃ_１、ｃ_２を格納している。 A pixel magnification calculation unit 301 of the control unit 208 calculates the magnification of each pixel by approximating the formula f _(x) = a _n x ² + b _n x + c _n using the region number n (0, 1, 2) and the scanning position x (0 to 7016) of the photosensitive drum. At the same time, a memory unit 302 of the control unit 208 stores a ₀ , a ₁ , a ₂ , b ₀ , b ₁ , b ₂ , c ₀ , c ₁ , c ₂ as parameters.

ここで、領域０での画素倍率計算部３０１の動作を説明する。記憶部３０２からａ_０、ｂ_０、ｃ_０を取り出して、ｆ_（ｘ）＝ａ_０・ｘ^２＋ｂ_０・ｘ＋ｃ_０を各画素で計算する。すなわち、領域０での各画素の倍率を計算する。計算を簡単にするため、差分法で計算すると、以下のようになる。 Here, the operation of pixel magnification calculation unit 301 in region 0 will be described. _a0 , _b0 , and _c0 are retrieved from storage unit 302, and f _(x) = _a0x2 + ^b0x + _c0 is calculated for each pixel. That is, the magnification of each pixel in region 0 is calculated. To simplify the calculation, the difference method _is used, resulting in the following:

ｆ_（ｘ）＝ｃ_０（ｘ＝０）
ｆ_（ｘ）＝ｆ_{（ｘ－１）}＋ｆ_{（ｘ－１）}′ （ｘ≠０） f _(x) =c ₀ (x=0)
f _(x) = f _(x-1) + f _(x-1) ' (x≠0)

右辺第二項の微分値は、ｆ_（ｘ）′＝２・ａ_０・ｘ^２＋ｂ_０で、これも差分法で計算する。但しｘ＝０の時は中央差分値を使って誤差を小さくする。 The differential value of the second term on the right-hand side is f _(x) ' = 2· _a0 · ^x2 + _b0 , which is also calculated by the difference method. However, when x = 0, the median difference value is used to reduce the error.

ｆ_（０）′＝ｂ_０（ｘ＝０）、ｆ_（１）′＝２・ａ_０＋ｂ_０（ｘ＝１）より中央値を取ると以下のようになる。 Taking the median value from f ₍₀₎ '= _b0 (x=0) and f ₍₁₎ '=2· _a0 + _b0 (x=1) gives the following.

ｆ_（ｘ）′＝（１／２）・｛（ｂ_０）＋（２・ａ_０＋ｂ_０）｝＝ａ_０＋ｂ_０（ｘ＝０）
ｆ_（ｘ）′＝ｆ_{（ｘ－１）}′＋ｆ_{（ｘ－１）}′′ （ｘ≠０） f _(x) ′=(1/2)・{(b ₀ )+(2・a ₀ +b ₀ )}=a ₀ +b ₀ (x=0)
f _(x) ′=f _(x-1) ′+f _(x-1) ′′ (x≠0)

右辺第二項の微分値は、ｆ_（ｘ）′′＝２・ａ_０となる。上記計算式をまとめると、以下のようになる。 The differential value of the second term on the right-hand side is f _(x) ''=2· _a0 . The above calculation formula can be summarized as follows.

ｆ_（０）＝ｃ_０、ｆ_（０）′＝ａ_０＋ｂ_０ …（１）
ｆ_（ｘ）＝ｆ_{（ｘ－１）}＋ｆ_{（ｘ－１）}′ （ｘ≠０） …（２）
ｆ_（ｘ）′＝ｆ_{（ｘ－１）}′＋ｆ_{（ｘ－１）}′′ （ｘ≠０） …（３） f ₍₀₎ = c ₀ , f ₍₀₎ ′ = a ₀ + b ₀ … (1)
f _(x) = f _(x-1) + f _(x-1) ′ (x≠0) …(2)
f _(x) ′=f _(x-1) ′+f _(x-1) ′′ (x≠0) …(3)

ここで、記憶部３０２に格納されたパラメータａ_０、ｂ_０、ｃ_０の実際の値をａ_０＝－５．７７２０×１０^－８、ｂ_０＝－５．９１６３×１０^－５、ｃ_０＝１．３０００とする。 Here, the actual values of the parameters a ₀ , b ₀ , and c ₀ stored in the storage unit 302 are a ₀ =-5.7720×10 ^-8 , b ₀ =-5.9163×10 ^-5 , and c ₀ =1.3000.

１画素目の画素倍率は、ｆ_（０）＝ｃ_０＝１．３となる。ここで上記式（１）より、ｆ_（０）′＝ａ_０＋ｂ_０＝－５．９２２１×１０^－５となる。 The pixel magnification of the first pixel is f ₍₀₎ = _c0 =1.3. Here, from the above formula (1), f ₍₀₎ '= _a0 + _b0 =-5.9221× ^10-5 .

２画素目の画素倍率は、上記式（２）と１画素目の計算値より、ｆ_（１）＝ｆ_（０）＋ｆ_（０）′＝ｃ_０＋ａ_０＋ｂ_０＝１．２９９９となる。同時に上記式（３）より、ｆ_（１）′＝ｆ_（０）′＋ｆ_（０）′′＝（ａ_０＋ｂ_０）＋（２・ａ_０）＝３・ａ_０＋ｂ_０＝－５．９３３６×１０^－５を計算する。 The pixel magnification of the second pixel is f ₍₁₎ =f ₍₀₎ +f ₍₀₎ '= _c0 + _a0 + _b0 =1.2999 from the above formula (2) and the calculated value of the first pixel. At the same time, f ₍₁₎ '=f ₍₀₎ '+f ₍₀₎ ''=( _a0 + _b0 )+(2· _a0 )=3· _a0 + _b0 =-5.9336× ^10-5 is calculated from the above formula (3).

３画素目の画素倍率は、上記式（２）と２画素目の計算値より、ｆ_（２）＝ｆ_（１）＋ｆ_（１）′＝（ｃ_０＋ａ_０＋ｂ_０）＋（３・ａ_０＋ｂ_０）＝４・ａ_０＋２・ｂ_０＋ｃ_０＝１．２９９９となる。同時に上記式（３）より、ｆ_（２）′＝ｆ_（１）′＋ｆ_（１）′′＝（３・ａ_０＋ｂ_０）＋（２・ａ_０）＝５・ａ_０＋ｂ_０＝－５．９４５２×１０^－５を計算する。 The pixel magnification of the third pixel is calculated as f ₍₂₎ = f ₍₁₎ + f ₍₁₎ ' = ( _c0 + _a0 + _b0 ) + (3· _a0 + _b0 ) = 4· _a0 + 2· _b0 + _c0 = 1.2999 from the above formula (2) and the calculated value of the second pixel. At the same time, f ₍₂₎ ' = f ₍₁₎ ' + f ₍₁₎ '' = (3· _a0 + _b0 ) + (2· _a0 ) = 5· _a0 + _b0 = -5.9452 x ^10-5 is calculated from the above formula (3).

同様に４画素目以降は、主走査の画素数７０１６画素（６００ＤＰＩ）もしくは画素数１４０３２画素（１２００ＤＰＩ）までｆ_{（ｘ＋１）}＝ｆ_（ｘ）＋ｆ_（ｘ）′、ｆ_{（ｘ＋１）}′＝ｆ_（ｘ）′＋ｆ_（ｘ）′′を計算する。６００ＤＰＩの例で計算した結果を表１（ａ）に示す。 Similarly, from the fourth pixel onwards, f _(x+1) = f _(x) + f(x)', f(x+1)' = f( _x _{)' + f(x} ₎ " is calculated for a main scanning pixel count of 7016 pixels ₍ 600 DPI) or 14032 pixels (1200 DPI). The calculation results for the example of 600 DPI are shown in Table 1(a).

なお、表１（ａ）には示していないが、ｘ＝２０７５～２０８４及び４９３１～４９４０は感光ドラム左端から１／４付近と感光ドラム右端から１／４付近で、領域１の範囲の計算結果である。ここでの計算はａ_１＝２．９４０５×１０^－８、ｂ_１＝－１．５３３７×１０^－４、ｃ_１＝１．２０００がパラメータとして使用されて、上述の計算を行った結果である。同様にｘ＝７００７～７０１６は主走査方向における感光ドラム後端付近で、領域２の範囲の計算結果である。そのため、ここでの計算はａ_２＝－５．７７２０×１０^－８、ｂ_２＝１．６３０６×１０^－４、ｃ_２＝１．２０００がパラメータとして使用されている。このようにして画素倍率計算部３０１では画素毎に倍率計算を行う。 Although not shown in Table 1(a), x=2075 to 2084 and 4931 to 4940 are the calculation results for the range of region 1, which is near 1/4 from the left end of the photosensitive drum and near 1/4 from the right end of the photosensitive drum. The calculation here is the result of the above calculation using a ₁ =2.9405×10 ^-8 , b ₁ =-1.5337×10 ^-4 , and c ₁ =1.2000 as parameters. Similarly, x=7007 to 7016 are the calculation results for the range of region 2, which is near the rear end of the photosensitive drum in the main scanning direction. Therefore, the calculation here uses a ₂ =-5.7720×10 ^-8 , b ₂ =1.6306×10 ^-4 , and c ₂ =1.2000 as parameters. In this way, the pixel magnification calculation unit 301 performs magnification calculation for each pixel.

Ｓ４０３では、制御部２０８の画素サイズ演算部３０４が画素倍率計算部３０１の計算結果から画素のサイズとなる主走査方向の走査時間を決める。図２のレーザー駆動部２１０ではＰＷＭ信号で１画素区間の画像濃度を出力するため、ＰＷＭの周期が１画素の走査時間になるようにする必要がある。例えば、６００ＤＰＩの５０ＰＰＭで１レーザー、ＰＷＭ生成部の分解能が３．８４ＧＨｚの場合、ＢＤ周期はおよそ２３１μｓで画像有効範囲が７０％とすると、理想の１画素周期は、以下のようになる。 In S403, the pixel size calculation unit 304 of the control unit 208 determines the scanning time in the main scanning direction, which is the pixel size, from the calculation result of the pixel magnification calculation unit 301. In the laser driving unit 210 in FIG. 2, the image density of one pixel section is output by a PWM signal, so it is necessary that the PWM period is set to the scanning time of one pixel. For example, in the case of 600 DPI, 50 PPM, one laser, and a PWM generation unit resolution of 3.84 GHz, if the BD period is approximately 231 μs and the image effective range is 70%, the ideal one pixel period is as follows:

（２３１μｓ×７０％）／（（３１０ｍｍ／２５．４ｍｍ）×６００ＤＰＩ）＝１６１．７μｓ／７３２２．８ｄｏｔｓ=２２．２ｎｓ／ｄｏｔ (231μs×70%)/((310mm/25.4mm)×600DPI)=161.7μs/7322.8dots=22.2ns/dot

これをＰＷＭ生成部の分解能で除算すると、以下のようになる。 If you divide this by the resolution of the PWM generator, you get the following:

２２．２ｎｓ／（１／３．８４ＧＨｚ）＝２２．２×１０^－９×３．８４×１０^９＝８５．２５カウント 22.2ns/(1/3.84GHz)=22.2× ¹⁰⁻⁹ ×3.84× ¹⁰⁹ =85.25 counts

すなわち３．８４ＧＨｚ動作のカウンターで８５．２５カウント周期のＰＷＭが理想値となる。ここで、８５．２５カウントを画素倍率の１倍と予め設定しておく。Ｓ４０３では、Ｓ４０２で計算された画素倍率に８５．２５を乗算して画素サイズを求める。画素サイズ値はＰＷＭ生成部でカウンターのカウント値となるため、小数点以下は表現できない。そのため画素サイズは四捨五入して整数として出力する。切り捨てた誤差は次の画素周期の初期値として吸収する。例えば、１画素目から３画素目の画素サイズと誤差は以下のとおりである。 In other words, a PWM with a count period of 85.25 is the ideal value for a counter operating at 3.84 GHz. Here, 85.25 counts is preset as 1x the pixel magnification. In S403, the pixel size is calculated by multiplying the pixel magnification calculated in S402 by 85.25. Because the pixel size value becomes the counter count value in the PWM generation unit, it cannot be expressed after the decimal point. Therefore, the pixel size is rounded off and output as an integer. The truncated error is absorbed as the initial value for the next pixel period. For example, the pixel sizes and errors for the first to third pixels are as follows:

１画素目は８５．２５×ｆ_（０）＝１１０．８２５０
画素サイズ＝１１１、誤差＝－０．１７５０
２画素目は８５．２５×ｆ_（１）＋（－０．１７５０）＝１１０．６２９６
画素サイズ＝１１１、誤差＝－０．３７０４
３画素目は８５．２５×ｆ_（２）＋（－０．３７０４）＝１１０．４１３５
画素サイズ＝１１０、誤差＝０．４１３５ The first pixel is 85.25 × f ₍₀₎ = 110.8250
Pixel size = 111, error = -0.1750
The second pixel is 85.25 × f ₍₁₎ + (-0.1750) = 110.6296
Pixel size = 111, error = -0.3704
The third pixel is 85.25 × f ₍₂₎ + (-0.3704) = 110.4135
Pixel size = 110, error = 0.4135

同様にして４画素目以降の計算結果（画素サイズと誤差）を表１（ｂ）に示す。このようにして画素サイズ演算部３０４では画素ごとにサイズ計算を行う。 Similarly, the calculation results (pixel size and error) for the fourth pixel and onwards are shown in Table 1(b). In this way, the pixel size calculation unit 304 performs size calculations for each pixel.

Ｓ４０４では、制御部２０８の光量補正率計算部３０３が記憶部３０２に記憶されているパラメータから光量補正率プロファイルを計算する。光量補正率プロファイルは光量補正率が小さくなる方向に向かって下に凸の２次曲線ｇ（ｘ）＝α・ｘ^２＋β・ｘ＋γに近似している。但し極点の位置は感光ドラム中心と一致していない。具体的な数値の一例は、α＝２．２４１６×１０^－８、β＝１．７６６×１０^－４、γ＝１．００００が記憶部３０２に格納されている。この数値を使って各画素の光量補正率を計算すると、表１（ｃ）に示すような結果となる。 In S404, the light quantity correction rate calculation unit 303 of the control unit 208 calculates a light quantity correction rate profile from the parameters stored in the storage unit 302. The light quantity correction rate profile is approximated to a quadratic curve g(x) = α x ² + β x + γ that is convex downward in the direction in which the light quantity correction rate decreases. However, the position of the pole does not coincide with the center of the photosensitive drum. An example of specific values is α = 2.2416 x 10 ^-8 , β = 1.766 x 10 ^-4 , and γ = 1.0000, which are stored in the storage unit 302. When the light quantity correction rate of each pixel is calculated using these values, the result shown in Table 1 (c) is obtained.

Ｓ４０５では、制御部２０８の領域分割計算部３０５が、光量補正率計算部３０３で計算した光量補正率を基に、ＰＷＭテーブルを切り替える領域を決定する。本実施例では、図６に示す光量補正率プロファイル７０１を複数（ここでは最大８つ）の領域に分割し、それぞれの領域で画素ごとに光量補正に使用するＰＷＭテーブルを切り替える。図６に走査位置に対する光量補正率プロファイルと、領域の分割方法を示す。 In S405, the area division calculation unit 305 of the control unit 208 determines the area for switching the PWM table based on the light intensity correction rate calculated by the light intensity correction rate calculation unit 303. In this embodiment, the light intensity correction rate profile 701 shown in FIG. 6 is divided into multiple areas (up to eight in this case), and the PWM table used for light intensity correction is switched for each pixel in each area. FIG. 6 shows the light intensity correction rate profile for the scanning position and the method of dividing the areas.

図６に示すように、光量補正率プロファイル７０１は一般的に主走査方向の中央部に比べて端部になるほど光量の変化が顕著となる。例えば、感光ドラムの表面を主走査方向において等間隔に分割した場合、その等間隔に分割した中央部の領域に比べて端部の領域の方がレーザー光の光量の変化がより大きくなる。ここで、それぞれの領域の境界となる２つの光量補正率を用いて各画素の光量補正を行った場合、中央部の領域の境界となる２つの光量補正率の差分に比べて、端部の領域の境界となる２つの光量補正率の差分の方が大きくなる。そのため、この光量補正率の差分の変化が、感光ドラムの表面において主走査方向の中央部と端部との画像濃度のムラとなって現れ、前記中央部に比べて前記端部は画質が安定しない。 As shown in FIG. 6, the light quantity correction rate profile 701 generally shows a more significant change in light quantity at the ends than at the center in the main scanning direction. For example, if the surface of the photosensitive drum is divided into equal intervals in the main scanning direction, the change in the amount of laser light is greater at the end regions than at the center region divided into equal intervals. Here, if the light quantity correction of each pixel is performed using two light quantity correction rates that form the boundaries of each region, the difference between the two light quantity correction rates that form the boundaries of the end regions is greater than the difference between the two light quantity correction rates that form the boundaries of the center region. Therefore, this change in the difference in the light quantity correction rate appears as unevenness in image density between the center and ends in the main scanning direction on the surface of the photosensitive drum, and the image quality at the ends is less stable than that at the center.

そこで本実施例では、感光ドラムの表面において主走査方向の画像濃度のムラを抑制して画質を安定化させるために、以下のように構成している。本実施例では、制御部２０８が、画像データを構成する各画素の光量を補正する補正手段として機能する。制御部２０８は、図６に示すように、画像データを構成する画素の主走査方向の位置（走査位置０～７０１６）と前記画素の光量を補正する光量補正率の関係を表す光量補正率プロファイル７０１を持っている。制御部８０８の領域分割計算部３０５は、光量補正率プロファイル７０１を主走査方向において複数の領域に分割する。その際に、制御部２０８は、基準値となる光量補正率と、前記基準値から各領域の境界となる２つの光量補正率を設定するための閾値と、を設定する。 Therefore, in this embodiment, in order to suppress unevenness in image density in the main scanning direction on the surface of the photosensitive drum and stabilize image quality, the following configuration is used. In this embodiment, the control unit 208 functions as a correction unit that corrects the light amount of each pixel that constitutes the image data. As shown in FIG. 6, the control unit 208 has a light amount correction rate profile 701 that represents the relationship between the main scanning direction position (scanning positions 0 to 7016) of the pixels that constitute the image data and the light amount correction rate that corrects the light amount of the pixel. The area division calculation unit 305 of the control unit 808 divides the light amount correction rate profile 701 into multiple areas in the main scanning direction. At that time, the control unit 208 sets a light amount correction rate that is a reference value and threshold values for setting two light amount correction rates that are the boundaries of each area from the reference value.

図６では、光量補正率プロファイル７０１を主走査方向において７つの領域０～６に分割している。まず、光量補正率の極小値はＳ４０４での計算結果より、３９３９画素目の光量補正率０．６５となる。この光量補正率の極小値である、３９３９画素目の光量補正率０．６５を基準値とする。そして、前記基準値からの各領域の一方の境界となる第１の光量補正率と他方の境界となる第２の光量補正率との差分を等しくするための閾値を０．１に設定する。そして、基準値０．６５からの各領域の一方の境界となる第１の光量補正率と他方の境界となる第２の光量補正率との差分が閾値０．１と等しくなる主走査方向の位置の光量補正率を各領域の境界（光量補正率０．６５，０．７５，０．８５，０，９５）とする。 In FIG. 6, the light intensity correction rate profile 701 is divided into seven regions 0 to 6 in the main scanning direction. First, the minimum value of the light intensity correction rate is 0.65 at the 3939th pixel, based on the calculation results in S404. This minimum value of the light intensity correction rate, the light intensity correction rate of 0.65 at the 3939th pixel, is set as the reference value. Then, a threshold value is set to 0.1 to equalize the difference between the first light intensity correction rate that is one boundary of each region and the second light intensity correction rate that is the other boundary from the reference value. Then, the light intensity correction rate at the position in the main scanning direction where the difference between the first light intensity correction rate that is one boundary of each region and the second light intensity correction rate that is the other boundary from the reference value 0.65 is equal to the threshold value 0.1 is set as the boundary of each region (light intensity correction rate 0.65, 0.75, 0.85, 0, 95).

各領域においてその境界となる第１の光量補正率と第２の光量補正率は以下のとおりである。基準値０．６５からの領域３においてその境界となる第１の光量補正率は０．６５、第２の光量補正率は０．７５である。領域３に隣り合う領域２においてその境界となる第１の光量補正率は０．７５、第２の光量補正率は０．８５である。また領域３に隣り合う領域４においてその境界となる第１の光量補正率は０．６５、第２の光量補正率は０．７５である。領域４に隣り合う領域５においてその境界となる第１の光量補正率は０．７５、第２の光量補正率は０．８５である。なお、領域１に隣り合う領域０においてその境界となる第１の光量補正率は０．９５、第２の光量補正率は主走査方向の位置が一方の端部の位置となる１．０である。また領域５に隣り合う領域６においてその境界となる第１の光量補正率は０．８５、第２の光量補正率は主走査方向の位置が他方の端部の位置となる０．８７である。 The first light quantity correction rate and the second light quantity correction rate that form the boundary in each region are as follows. In region 3 from the reference value 0.65, the first light quantity correction rate that forms the boundary is 0.65, and the second light quantity correction rate is 0.75. In region 2 adjacent to region 3, the first light quantity correction rate that forms the boundary is 0.75, and the second light quantity correction rate is 0.85. In region 4 adjacent to region 3, the first light quantity correction rate that forms the boundary is 0.65, and the second light quantity correction rate is 0.75. In region 5 adjacent to region 4, the first light quantity correction rate that forms the boundary is 0.75, and the second light quantity correction rate is 0.85. In region 0 adjacent to region 1, the first light quantity correction rate that forms the boundary is 0.95, and the second light quantity correction rate is 1.0, which is the position of one end in the main scanning direction. In addition, in area 6 adjacent to area 5, the first light quantity correction rate at the boundary between them is 0.85, and the second light quantity correction rate at the position of the other end in the main scanning direction is 0.87.

なお、本実施例においては、閾値を０．１としている。これは、光量補正率プロファイル７０１の上限と下限の差を分割するにために、工場出荷時に作業者が決定した値である。工場出荷時に、実際に画像の印刷を行い、専門のスタッフが目視により画質を確認しながら、閾値を決定する。したがって、閾値は０．１に限定されるものではない。 In this embodiment, the threshold value is set to 0.1. This is a value determined by an operator at the time of shipment from the factory in order to divide the difference between the upper and lower limits of the light intensity correction rate profile 701. At the time of shipment from the factory, an image is actually printed, and specialized staff visually checks the image quality to determine the threshold value. Therefore, the threshold value is not limited to 0.1.

このように光量補正率の極小値０．６５を基準値とし、閾値を０．１として分割することで、光量補正率プロファイル７０１を主走査方向において７つの領域０～６に分割している。図６に示す通り、分割領域の境界において、光量補正率が０．９５,０．８５,０．７５,０．６５となっており、各領域の境界となる光量補正率の差分が閾値（０．１）と等しくなっていることがわかる。このようにしてＳ４０５では光量補正率からＰＷＭテーブルを切り替える領域を決定する。こうすることで、主走査方向の分割領域内の光量補正率の差分を一定にし、感光ドラムの表面において主走査方向の画像濃度のムラを抑制して画質の安定化を図っている。 In this way, the light intensity correction rate profile 701 is divided into seven regions 0 to 6 in the main scanning direction by dividing the light intensity correction rate profile 701 into seven regions 0 to 6 in the main scanning direction, with the minimum light intensity correction rate value of 0.65 as the reference value and the threshold value of 0.1. As shown in FIG. 6, the light intensity correction rates are 0.95, 0.85, 0.75, and 0.65 at the boundaries of the divided regions, and it can be seen that the difference in the light intensity correction rate at the boundaries of each region is equal to the threshold value (0.1). In this way, in S405, the region for switching the PWM table is determined from the light intensity correction rate. In this way, the difference in the light intensity correction rate within the divided regions in the main scanning direction is kept constant, and unevenness in the image density in the main scanning direction on the surface of the photosensitive drum is suppressed, stabilizing the image quality.

Ｓ４０６では、制御部２０８のＰＷＭテーブル切替部３０７が画素サイズと主走査位置からＰＷＭ生成部３０６で使用するＰＷＭテーブルを選択する。すなわち、制御部２０８のＰＷＭテーブル切替部３０７が、前述したように分割した複数の領域０～６を画素の主走査方向の位置に応じて切り替える。さらに画素サイズに応じてＰＷＭテーブルを切り替える。 In S406, the PWM table switching unit 307 of the control unit 208 selects the PWM table to be used by the PWM generation unit 306 based on the pixel size and main scanning position. That is, the PWM table switching unit 307 of the control unit 208 switches between the multiple divided regions 0 to 6 according to the position of the pixel in the main scanning direction as described above. Furthermore, the PWM table is switched according to the pixel size.

図７に記憶部３０２に格納されているＰＷＭテーブルを示す。図７では縦方向にＰＷＭテーブルを１１１～８５までの画像サイズに応じて１画素ごとに切り替える。図７では縦軸の画素サイズが飛び値になっているが、実際は画素サイズ８５から１１１まで１ステップで存在している。横軸には、領域の境界に設定した光量補正率で補正されたＰＷＭテーブルがそれぞれ格納されており、画素の主走査方向の位置に応じた領域の境界をなす２つの光量補正率のいずれかに１画素ごとに切り替える。すなわち、制御部２０８のＰＷＭテーブル切替部３０７は、各画素の光量を補正するにあたって、各領域の一方の境界となる第１の光量補正率と他方の境界となる第２の光量補正率とを切り替えて用いる。 Figure 7 shows the PWM tables stored in the storage unit 302. In Figure 7, the PWM tables are switched vertically for each pixel according to the image size from 111 to 85. In Figure 7, the pixel size on the vertical axis is a jump value, but in reality there are pixel sizes from 85 to 111 in one step. On the horizontal axis, PWM tables corrected with the light intensity correction rate set at the boundary of the area are stored, and each pixel is switched to one of two light intensity correction rates that form the boundary of the area according to the position of the pixel in the main scanning direction. That is, when correcting the light intensity of each pixel, the PWM table switching unit 307 of the control unit 208 switches between the first light intensity correction rate that forms one boundary of each area and the second light intensity correction rate that forms the other boundary.

ＰＷＭテーブル切替部３０７はＳ４０５で決定した各領域において、２つの異なる光量補正率（各領域の境界となる２つの光量補正率）を持つＰＷＭテーブルをそれぞれ画素サイズ毎に設定する。さらに各領域において２つの異なる光量補正率（各領域の境界となる２つの光量補正率）の使用頻度を主走査方向の位置に応じて切り替える。これにより、各領域内を、境界となる光量補正率の差分を一定にしつつ、線形近似した光量補正を実現する。具体的な例を図８に示す。図８に示すように領域１の区間を光量補正する場合、領域１の左端の光量補正率０．９５と右端の光量補正率０．８５のＰＷＭテーブルを選択し、領域内の主走査位置で２種類のＰＷＭテーブルの混合比率を線形にすることで実現する。ここで、領域１の左端の光量補正率０．９５（図７（ａ））は領域１の主走査方向の一方の境界である第１の光量補正率であり、領域１の右端の光量補正率０．８５（図７（ｂ））は領域１の主走査方向の他方の境界である第２の光量補正率である。これにより、主走査方向において、領域の一方の境界である左端に近い画素になるほど、一方の境界である光量補正率０．９５のＰＷＭパターンを使用する頻度が多くなる。また主走査方向おいて、他方の境界である右端に近い画素になるほど、他方の境界である光量補正率０．８５のＰＷＭパターンを使用する頻度が多くなる。 The PWM table switching unit 307 sets a PWM table having two different light intensity correction rates (two light intensity correction rates that are the boundaries of each region) for each pixel size in each region determined in S405. Furthermore, the frequency of use of the two different light intensity correction rates (two light intensity correction rates that are the boundaries of each region) in each region is switched according to the position in the main scanning direction. This realizes linear approximation of light intensity correction within each region while keeping the difference between the light intensity correction rates that are the boundaries constant. A specific example is shown in FIG. 8. As shown in FIG. 8, when light intensity correction is performed for the section of region 1, a PWM table with a light intensity correction rate of 0.95 at the left end of region 1 and a light intensity correction rate of 0.85 at the right end is selected, and the mixing ratio of the two types of PWM tables is made linear at the main scanning position within the region. Here, the light intensity correction rate of 0.95 at the left end of region 1 (FIG. 7(a)) is the first light intensity correction rate, which is one boundary of region 1 in the main scanning direction, and the light intensity correction rate of 0.85 at the right end of region 1 (FIG. 7(b)) is the second light intensity correction rate, which is the other boundary of region 1 in the main scanning direction. As a result, the closer a pixel is to the left end, which is one boundary of the region, in the main scanning direction, the more frequently the PWM pattern with a light intensity correction rate of 0.95, which is one boundary, is used. Also, the closer a pixel is to the right end, which is the other boundary in the main scanning direction, the more frequently the PWM pattern with a light intensity correction rate of 0.85, which is the other boundary, is used.

例えば、図７及び図８に示すように、領域１において、２８１番目の画素は光量補正率０．９５、画素サイズ１０９なのでＰＭＷテーブル９０１を選択する。２８２番目の画素は光量補正率０．９５、画素サイズ１０９なのでＰＭＷテーブル９０１を選択する。４４０番目の画素は光量補正率０．８５、画素サイズ１０７なのでＰＭＷテーブル９０２を選択する。４４１番目の画素は光量補正率０．９５、画素サイズ１０８なのでＰＭＷテーブル９０３を選択する。６１１番目の画素は光量補正率０．８５、画素サイズ１０６なのでＰＭＷテーブル９０４を選択する。６１２番目の画素は光量補正率０．９５、画素サイズ１０６なのでＰＭＷテーブル９０５を選択する。７６９番目の画素は光量補正率０．８５、画素サイズ１０４なのでＰＭＷテーブル９０７を選択する。７７０番目の画素は光量補正率０．８５、画素サイズ１０４なのでＰＭＷテーブル９０７を選択する。９４７番目の画素は光量補正率０．８５、画素サイズ１０２なのでＰＭＷテーブル９０８を選択する。９４８番目の画素は光量補正率０．８５、画素サイズ１０２なのでＰＭＷテーブル９０８を選択する。 For example, as shown in Figures 7 and 8, in area 1, the 281st pixel has a light intensity correction rate of 0.95 and a pixel size of 109, so PMW table 901 is selected. The 282nd pixel has a light intensity correction rate of 0.95 and a pixel size of 109, so PMW table 901 is selected. The 440th pixel has a light intensity correction rate of 0.85 and a pixel size of 107, so PMW table 902 is selected. The 441st pixel has a light intensity correction rate of 0.95 and a pixel size of 108, so PMW table 903 is selected. The 611th pixel has a light intensity correction rate of 0.85 and a pixel size of 106, so PMW table 904 is selected. The 612th pixel has a light intensity correction rate of 0.95 and a pixel size of 106, so PMW table 905 is selected. The 769th pixel has a light intensity correction rate of 0.85 and a pixel size of 104, so PMW table 907 is selected. The 770th pixel has a light intensity correction rate of 0.85 and a pixel size of 104, so PMW table 907 is selected. The 947th pixel has a light intensity correction rate of 0.85 and a pixel size of 102, so PMW table 908 is selected. The 948th pixel has a light intensity correction rate of 0.85 and a pixel size of 102, so PMW table 908 is selected.

このように、制御部２０８のＰＷＭテーブル切替部３０７は画素の主走査方向の位置と画素サイズによってＰＷＭパターンを切り替える。 In this way, the PWM table switching unit 307 of the control unit 208 switches the PWM pattern depending on the pixel's position in the main scanning direction and the pixel size.

上述のＰＷＭテーブルの選択（セレクト）は一例であり、実際には温度、湿度条件や、プリント用紙の種類等、また、ユーザの倍率設定や濃度設定により変わる。例えば、画像形成装置１００が調整モードで中間転写ベルト１０７上にパッチパターンを形成し図示しないパッチセンサーでパッチ間距離、濃度、色の測定を行い、画素倍率プロファイルや光量補正率プロファイルにフィードバックを行う。そのため、使用するテーブルが図７に示すＰＷＭテーブルとは変わるため、使用する全てのテーブルを持っていて必要に応じてテーブルを選択（セレクト）する。 The above-mentioned PWM table selection is an example, and in reality it will vary depending on temperature and humidity conditions, the type of print paper, and the user's magnification and density settings. For example, the image forming apparatus 100 forms a patch pattern on the intermediate transfer belt 107 in adjustment mode, measures the distance between patches, density, and color using a patch sensor (not shown), and provides feedback to the pixel magnification profile and light quantity correction rate profile. Therefore, the table used will differ from the PWM table shown in Figure 7, so all tables to be used are stored and a table is selected as needed.

Ｓ４０７では、制御部２０８のＰＷＭ生成部３０６がＰＷＭテーブルから入力画像データの濃度データをＰＷＭデータに変換する。そして、レーザー駆動部２１０へレーザー駆動信号として出力される。 In S407, the PWM generating unit 306 of the control unit 208 converts the density data of the input image data from the PWM table into PWM data. This is then output to the laser driving unit 210 as a laser driving signal.

走査終了Ｓ４０８では１主走査の画像データがなくなるまで、１画素毎に上述のＳ４０２～Ｓ４０７のステップを繰り返す。 When scanning ends (S408), the above steps S402 to S407 are repeated for each pixel until all image data for one main scan is exhausted.

なお、Ｓ４０４、Ｓ４０５は予め計算しておき、表２に示すように、領域の境界位置情報とそれぞれの領域で使用する２つの異なる光量補正率を格納しておくことでステップ（Ｓ４０４、Ｓ４０５）を省略できる。なお、表２において、領域の左端の光量補正率は領域の主走査方向の一方の境界である第１の光量補正率であり、領域の右端の光量補正率は領域の主走査方向の他方の境界である第２の光量補正率である。 Note that steps S404 and S405 can be calculated in advance, and steps S404 and S405 can be omitted by storing the boundary position information of the region and two different light intensity correction rates to be used in each region, as shown in Table 2. Note that in Table 2, the light intensity correction rate at the left end of the region is the first light intensity correction rate, which is one boundary of the region in the main scanning direction, and the light intensity correction rate at the right end of the region is the second light intensity correction rate, which is the other boundary of the region in the main scanning direction.

上述したように、本実施例によれば、主走査方向の走査速度が等速でない光走査装置を有する画像形成装置において、感光ドラムの表面における主走査方向の画像濃度のムラを抑制して画質を安定化させることができる。 As described above, according to this embodiment, in an image forming apparatus having an optical scanning device in which the scanning speed in the main scanning direction is not constant, it is possible to suppress unevenness in image density in the main scanning direction on the surface of the photosensitive drum and stabilize image quality.

〔実施例２〕
実施例２に係る画像形成装置について説明する。画像形成装置の概略構成は前述した実施例１とほぼ同様であるため、ここでは実施例１との差分のみ説明する。実施例２において実施例１と異なる点は、ＰＷＭテーブルを切り替える領域の境界を、極小値を基準値とするのではなく、主走査方向の一方の端部の位置の光量補正率を基準値にする点である。なお、本実施例において、主走査が一方の端部から他方の端部に向かう方向（図２に矢印で示す主走査方向）であるため、基準値となる主走査方向の一方の端部の位置は、主走査方向の走査開始位置の光量補正率でもある。 Example 2
An image forming apparatus according to a second embodiment will be described. The schematic configuration of the image forming apparatus is almost the same as that of the first embodiment described above, so only the differences from the first embodiment will be described here. The second embodiment differs from the first embodiment in that the border of the region where the PWM table is switched is not set to the minimum value as the reference value, but is set to the light amount correction rate at one end position in the main scanning direction. In this embodiment, since the main scanning is in the direction from one end to the other end (the main scanning direction shown by the arrow in FIG. 2), the position of one end position in the main scanning direction that is the reference value is also the light amount correction rate at the scanning start position in the main scanning direction.

図９に実施例２で実施する光量補正率プロファイルの領域の分割方法を示す。主走査方向の一方の端部の位置（左端）を基準値に設定し、閾値を０．１に設定する。そして、基準値１．０からの各領域０～５の一方の境界となる第１の光量補正率と他方の境界となる第２の光量補正率との差分が閾値０．１と等しくなる主走査方向の位置の光量補正率を各領域の境界（光量補正率０．９，０．８，０．７，０，６）とする。そうすることで、領域３に関しては、領域３の主走査方向の両端の光量補正率がどちらも０．７となる。そのため、領域３の画素はすべて光量補正率０．７のＰＷＭテーブルを使用してＰＷＭ変換する。これにより、実施例１と同様に、感光ドラムの表面における主走査方向の画像濃度のムラを抑制して画質を安定化させることができ、さらに基準値の特定が不要となり、回路が簡易化する。 Figure 9 shows a method of dividing the regions of the light quantity correction rate profile implemented in the second embodiment. The position of one end in the main scanning direction (left end) is set as the reference value, and the threshold value is set to 0.1. Then, the light quantity correction rate at the position in the main scanning direction where the difference between the first light quantity correction rate, which is one of the boundaries of each of the regions 0 to 5 from the reference value 1.0, and the second light quantity correction rate, which is the other boundary, is equal to the threshold value 0.1 is set as the boundary of each region (light quantity correction rate 0.9, 0.8, 0.7, 0, 6). By doing so, for region 3, both light quantity correction rates at both ends of region 3 in the main scanning direction are 0.7. Therefore, all pixels in region 3 are PWM converted using a PWM table with a light quantity correction rate of 0.7. As a result, as in the first embodiment, it is possible to suppress unevenness in the image density in the main scanning direction on the surface of the photosensitive drum and stabilize the image quality, and further, it is not necessary to specify a reference value, simplifying the circuit.

なお、前述した実施例１，２では、４つの画像形成部を有する画像形成装置を例示しているが、画像形成部の使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。 In the above-mentioned first and second embodiments, an image forming apparatus having four image forming units is exemplified, but the number of image forming units to be used is not limited and may be set appropriately as needed.

また前述した実施例１，２では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であってもよい。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。 In the above-mentioned first and second embodiments, a printer is used as an example of an image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, it may be other image forming apparatuses such as a copier or facsimile machine, or other image forming apparatuses such as a multifunction machine that combines the functions of these. In addition, an image forming apparatus that uses an intermediate transfer body, transfers toner images of each color to the intermediate transfer body in a sequentially overlapping manner, and transfers the toner images carried on the intermediate transfer body to a recording medium all at once is exemplified, but the present invention is not limited to this. It may be an image forming apparatus that uses a recording medium carrier, and transfers toner images of each color to the recording medium carried on the recording medium carrier in a sequentially overlapping manner. Similar effects can be obtained by applying the present invention to these image forming apparatuses.

１００…画像形成装置
１０１…画像形成部
１０２…感光ドラム
１０４…光走査装置
１０７…中間転写ベルト
２０１…光源
２０２…コリメータレンズ
２０３…シリンドリカルレンズ
２０４…偏向器（ポリゴンミラー）
２０８…制御部
２０９…メモリ
２１０…レーザー駆動部
３０１…画素倍率計算部
３０２…記憶部
３０３…光量補正計算部
３０４…画素サイズ演算部
３０５…領域分割計算部
３０６…ＰＷＭ生成部
３０７…ＰＷＭテーブル切替部
５０１…画素倍率プロファイル
７０１…光量補正率プロファイル
９０１，９０２，９０３，９０４，９０５，９０６，９０７…ＰＷＭテーブル 100... Image forming apparatus 101... Image forming section 102... Photosensitive drum 104... Optical scanning device 107... Intermediate transfer belt 201... Light source 202... Collimator lens 203... Cylindrical lens 204... Deflector (polygon mirror)
208...Control unit 209...Memory 210...Laser driving unit 301...Pixel magnification calculation unit 302...Storage unit 303...Light quantity correction calculation unit 304...Pixel size calculation unit 305...Area division calculation unit 306...PWM generation unit 307...PWM table switching unit 501...Pixel magnification profile 701...Light quantity correction rate profile 901, 902, 903, 904, 905, 906, 907...PWM table

Claims

A photoconductor;
A light source that outputs laser light based on image data;
a scanning means for scanning the laser light output from the light source onto the photoconductor;
an optical system provided between the scanning means and the photoconductor in an optical path of the laser light, through which the laser light passes;
a control unit for controlling the output of the laser light from the light source,
the control means has a first profile expressing a relationship between a position of a pixel constituting the image data in a main scanning direction, which is a direction along an axial direction of the photoconductor, and a light amount correction ratio for correcting a light amount of the pixel, and a second profile expressing a relationship between the position of the pixel in the main scanning direction and a pixel magnification indicating a length of an area of the surface of the photoconductor exposed per unit time,
the control means further has a plurality of control patterns corresponding to the pixel magnification included in the second profile, the control patterns being set for each of a plurality of light quantity correction rates included in the first profile;
the control means selects one of a first light quantity correction rate and a second light quantity correction rate for a plurality of pixels belonging to a first region in the main scanning direction so that the frequency of use of the light quantity correction rate changes, and further selects a control pattern for each of a plurality of pixels belonging to the first region based on a pixel magnification corresponding to the position of the pixel and the selected light quantity correction rate;
the control means selects, for a plurality of pixels belonging to a second region adjacent to the first region in the main scanning direction, one of the second light quantity correction rate and the third light quantity correction rate so that the frequency of use varies, and further selects, for each of the plurality of pixels belonging to the second region, a control pattern based on a pixel magnification corresponding to the position of the pixel and the selected light quantity correction rate;
a difference between the first light amount correction rate and the second light amount correction rate is equal to a difference between the second light amount correction rate and the third light amount correction rate ;
1. An image forming apparatus comprising:

The image forming apparatus according to claim 1, characterized in that the optical system is such that the scanning speed at which the laser light moves in the main scanning direction is not constant.