JP2019124873A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】主走査方向にスポット径が異なる光走査装置を用いた画像形成装置において、主走査方向位置でライン幅が不均一となることを抑制・防止する。【解決手段】ライン幅が中央と端部で略等しくなるように、輝度を調節した上で、副走査方向の解像度を主走査方向に対して低く制御する。【選択図】 図９

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置およびその制御方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置の露光部に採用される露光方式として、レーザ露光方式がある。レーザ露光方式は、光源部からのレーザ光を走査部に導き、かつ、走査部によって偏向走査されたレーザ光を感光体上に結像させるレンズを有する。感光体表面を走査するレーザ光の走査速度は感光体表面の位置によらず一定であることが望ましい。また、感光体表面に結像するスポット形状の大きさ（以下、スポット径）は感光体表面の位置によらず均一であることが望ましい。そのため、ｆθ特性を有するレンズを結像レンズとして用いることが一般的である。ｆθ特性を有するレンズを結像レンズとして用いることで、感光体表面を走査するレーザ光の走査速度は感光体表面の位置によらず一定となり、感光体表面に結像するスポット形状の大きさ（以下、スポット径）は感光体表面の位置によらず均一となる。

一方、小型化やコストダウンを目的としてｆθ特性を有さない結像レンズを用いる設計例が存在する。ｆθ特性を有さない結像レンズを用いる場合には走査速度は一定とならず、また、スポット径も均一とならない。特許文献１では、ｆθ特性のレンズを用いることなく、ドラム面への単位面積あたりの露光量が一定となるようにレーザ光の発光輝度の補正を行う方法が開示されている。

特開２０１６−０００５１１号公報

しかしながら、ドラム面への単位面積あたりの露光量が一定となるようにレーザ光の発光輝度を調整した場合であっても、主走査方向の位置に応じてスポット径が異なるため、ライン幅が不均一になってしまう。

本発明は、主走査方向の位置に応じてスポット径が異なる光走査装置を用いた画像形成装置において、主走査方向位置でライン幅が不均一となることを抑制・防止することを目的とする。

上記課題を解決するために本願発明は以下の構成を有する。すなわち、画像形成装置であって、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体の主走査方向の走査位置に応じてスポット径が異なるレーザ光により前記感光体を走査して潜像を形成する露光手段と、前記潜像が形成された前記感光体にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、前記感光体の主走査方向の走査位置に応じて、前記レーザ光の輝度と、前記感光体の副走査方向の解像度を制御する制御手段を備える。

本発明により、主走査方向の位置に応じてスポット径が異なる光走査装置を用いた画像形成装置において、主走査方向位置でライン幅が不均一となることを抑制・防止することができる。

画像形成装置の概略構成を示す図。 光走査装置の構成例を示す図。 像高と部分倍率との関係を示す図。 露光制御構成の電気ブロック図。 各種同期信号と画像信号のタイミング関係を示す図。 画像処理の流れを示す機能ブロック図。 第１実施形態に係るパルス信号のテーブルの例を示す図。 第１実施形態に係る光量プロファイルの例を示す図。 第１実施形態に係る積算光量プロファイルの例を示す図。 Ｅ−Ｖ曲線を説明するための図。 第１実施形態に係る電位プロファイルの例を示す図。 第１実施形態に係るライン幅測定結果を示す図。 １×１ドット、１×３ドット画像を示す図。 第２実施形態に係る積算光量プロファイルの例を示す図。 第２実施形態に係る電位プロファイルの例を示す図。 第２実施形態に係るライン幅測定結果を示す図。 第３実施形態に係る処理のフローチャートを示す図。

以下、本発明の例示的な実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施例の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係る画像形成装置９の概略的な構成図である。光走査装置（走査手段）４００のレーザ駆動部３００は、画像信号生成部１００から出力される画像データに基づき、レーザ光（光）２０８を射出する。レーザ光２０８は、帯電部（不図示）により帯電された感光体４を走査・露光し、感光体４の表面に潜像を形成する。現像部（不図示）は、この潜像にトナー（現像剤）を付着させること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（例えば、紙）は、ローラ５により感光体４と転写ローラ４１とのニップ領域に搬送される。転写ローラ４１は、感光体４に形成されたトナー像を搬送されてきた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。トナー像が定着された記録媒体は、排紙ローラ７により画像形成装置９の外部に排出される。

図２は、本実施形態に係る光走査装置４００の構成例を示す図であり、図２（Ａ）は、主走査方向の断面を示し、図２（Ｂ）は、副走査方向の断面を示している。光源４０１が射出したレーザ光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、副走査断面内において偏向器４０５の反射面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。

そして、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の反射面４０５ａにて反射される。ここでは、偏向器４０５は、４つの反射面から構成される偏向器を例に挙げて説明しているが、反射面の数はこれに限定するものではない。反射面４０５ａで反射したレーザ光２０８は、結像レンズ４０６を透過し、感光体４の表面で結像し、所定のスポット状の像（以降、「スポット」と記述する）を形成する。偏向器４０５を駆動部（不図示）により矢印Ａｏ方向（図２の時計回り方向）に一定の角速度で回転させることにより、感光体４の被走査面４０７上でスポットが主走査方向に移動し、被走査面４０７上に静電潜像を形成する。なお、主走査方向とは、感光体４の表面に平行で且つ感光体４の表面の移動方向に直交する方向である。図２（Ａ）の例の場合、感光体４の幅方向Ｗに対応する。また、副走査方向とは、感光体４の表面の移動方向である。

ビームディテクト（以降、ＢＤと記述する）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レンズ４０８を通過したレーザ光２０８は、フォトダイオードを含むＢＤセンサ４０９に入射し検知される。ＢＤ信号は、偏向器４０５の反射面が切り替わるごとに出力されることとなる。ＢＤセンサ４０９によりレーザ光２０８を検知したタイミングに基づいて、書き込みタイミングの制御が行われる。本実施形態の光源４０１は１つの発光部を有するものであるが、光源４０１として、独立して発光制御可能な複数の発光部を備えるものであっても良い。

図２に示すように、結像レンズ４０６は、入射面４０６ａ及び出射面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、反射面４０５ａにて偏向された光束が被走査面４０７上を所望の走査特性で走査する構成となっている。また、結像レンズ４０６は、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。

本実施形態に係る結像レンズ４０６は、所謂、ｆθ特性を有していない。ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６を用いることにより、光走査装置４００の小型化が実現される。すなわち、結像レンズ４０６を偏向器４０５に近接して（距離Ｄ１が小さい位置に）配置することが可能となる。また、ｆθ特性を有さない結像レンズ４０６はｆθ特性を有する結像レンズよりも、主走査方向の長さ（幅ＬＷ）及び光軸方向の長さ（厚みＬＴ）を小さくできる。

本実施形態に係る結像レンズ４０６は、ｆθ特性を有していないことで、偏向器４０５が等角速度で回転しているときに、スポットは被走査面４０７上を等速に移動しない。また、被走査面４０７上のスポット径が均一とならない。特に、偏向器４０５から感光体４までの光路長（Ｄ２）が短くなる程、画角が大きくなるため、上述した軸上像高と最軸外像高とで走査速度の差およびスポット径の差が大きくなる。本実施形態では、このような光学構成において、画質の維持を目的とする。

［部分倍率補正］
図３は、本実施形態に係る像高と部分倍率との関係を示している。図３において、横軸が像高［ｍｍ］を示し、縦軸が部分倍率［％］を示す。なお、像高が０とは、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「軸上像高」と呼ぶ。また、軸上像高以外の像高を以下では、「軸外像高」と呼ぶ。さらに、像高の絶対値の最大値を「最軸外像高」と呼ぶ。図２（Ａ）に示す様に、被走査面４０７における最軸外像高の位置は中心からＷ／２である。図３において、例えば、像高の部分倍率が３０％とは、当該像高における走査速度が、部分倍率が０％の像高における走査速度の１．３倍であることを意味している。図３の例では、軸上像高における走査速度が最も低く、像高の絶対値が大きくなる程、走査速度が速くなっている。従って、クロックの周期によって決めた一定の時間間隔で主走査方向の画素幅を決めてしまうと、軸上像高と軸外像高とで画素密度が異なってしまう。したがって、本実施形態では、部分倍率補正を行う。具体的には、像高に拘らず画素幅が略一定となる様に像高に応じてクロック周波数を調整する。なお、部分倍率補正の方法としては、クロック周波数を対象とした方法に限定するものではない。例えば、１画素未満のサイズから構成される画素片を主走査方向のいずれかの位置にて挿抜することで画素幅を調整するような方法であってもよい。

図５は、上記で説明した部分倍率補正の一例を示す図である。図５では、走査速度の変化が３５％で、軸上像高を１００％としたとき最軸外像高で１３５％の部分倍率補正が発生する場合を例にとって説明している。図４のＲＯＭ３には、光走査装置４００に関するクロック周波数比が記憶されており、ＣＰＵ２はこの情報を基に、ビデオクロック信号ＶＣＬＫ１１３を画像処理部１０１に送信し、クロック周波数を制御する。つまり、画像処理部１０１から発信されるＶＤＯ信号１１０のクロック周波数比が、軸上像高を１００％としたとき最軸外像高で１３５％とされる。このとき、レーザ光２０８のスポットが被走査面４０７上を１画素の幅（例えば、４２．３ｕｍ）だけ移動する期間は、最軸外像高では軸上像高の０．７４倍になる。このように、１画素に対応する画素位置におけるレーザ光２０８の露光時間を制御することで画素幅を補正し、主走査方向に関して実質的に等間隔、そして等サイズで、各画素に対応する潜像を形成できるようになる。なお、上述したような、画素片を抜差する方法で部分倍率補正を行う場合にも、図３に示す割合に応じて、抜差する画素片のサイズを切り替えることとなる。

しかしながら、光源４０１の輝度が一定の場合、軸上像高付近の単位長さ当たりの総露光量よりも、最軸外像高付近の単位長さ当たりの総露光量の方が少なくなってしまう。そこで本実施形態では、良好な画質を得る為に、上述した部分倍率の補正と併せて、単位長さ当たりの総露光量を補正する為の輝度補正を行う。

［輝度補正］
次に、図４、図５を用いて、輝度補正について説明する。

図４は、画像形成に用いられる各部位の構成の概略を示す図である。ここでは、制御部１、画像信号生成部１００、及びレーザ駆動部３００を示している。制御部１は、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＤＡコンバータ（不図示）、及びレギュレータ（不図示）を有しており、レーザ駆動部３００と合わせて輝度補正手段を構成する。レーザ駆動部３００は、電圧を電流に変換するＶＩ変換回路３０６と、レーザドライバＩＣ３０７を有し、光源４０１のレーザダイオードである発光部１１へ駆動電流を供給する。ＲＯＭ３には、部分倍率特性情報が保存されているとともに、発光部１１に供給する補正電流の情報が保存されている。

次に、レーザ駆動部３００の動作を説明する。ＲＯＭ３に格納された発光部１１に対する補正電流の情報に基づいて、制御部１は、ＢＤ信号１１１に同期して、感光体４に対する主走査方向内で増加減する輝度補正アナログ電圧３１２を出力する。そして、輝度補正アナログ電圧３１２は、後段のＶＩ変換回路３０６で電流値に変換され、レーザドライバＩＣ３０７に出力される。

レーザドライバＩＣ３０７は、発光部１１の光量モニタとして光源４０１に設けられたフォトディテクタ（不図示）が検知する輝度が所望の輝度となるように、レーザドライバＩＣ３０７内部の回路によりフィードバック制御することで自動調整する。所謂、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が行われる。発光部１１の輝度の自動調整は、図５に示すように、主走査ライン毎の印刷領域外でＢＤ信号を検知するために発光部１１を発光させている間に実施する。

発光部１１の輝度補正方法としては、最軸外像高における輝度を得るために必要な電流をＡＰＣで自動調整し、そこからＲＯＭ３に格納された発光部１１に対する補正電流の情報に基づいて輝度補正アナログ電圧３１２を制御する。更に、発光部１１の駆動電流を所定電流分差し引くことで、像高の絶対値が大きくなるほど、輝度が大きくなるように補正を行う。つまり、感光体４の主走査方向において、中央部側（軸上像高）の走査位置になるほど、レーザ光２０８の輝度が低下するように制御される。結果、光源４０１の輝度は最軸外像高で１００％としたときに、軸上像高が７４％（≒１００％／１３５％）となり、１画素への総露光量（積分光量）が各像高で一定となるように補正する。

なお、輝度補正の方法としては、上記の方法に限定するものではない。例えば、元データとなる入力画像データに対し、感光体４上の描画位置（主走査位置）に応じて濃度補正を行い、この濃度補正を行った画像データに基づいて、画像形成を行うような構成であってもよい。

［画像処理］
次に本実施形態に係る画像形成装置の画像処理の流れについて説明する。図６はプリント時の画像処理を説明するための機能ブロック図である。画像処理部１０１は、図６に示す濃度補正処理部１０１ｚ、中間調処理部１０１ａ、位置制御部１０１ｂ、及びＰＷＭ制御部１０１ｃを有し、以下に説明する画像処理を実行する。

本実施形態に係る画像形成装置は、ディザ法に基づく階調変換を行い連続的なハーフトーン画像を得る画像処理を行う。ホストコンピュータ（不図示）から入力された印刷データは、一旦、メモリ１０３に蓄えられる。そして、メモリ１０３から印刷データが読み出され、後述する濃度補正処理部１０１ｚで処理を終えた後、印刷データは、中間調処理部１０１ａに送られる。中間調処理部１０１ａは、ビット深さ８ビット（２５６階調）の印刷データを多値ディザ処理して、ビット深さ５ビット（３２階調）の画像データに変換する。位置制御部１０１ｂは、中間調処理部１０１ａが多値ディザ処理に用いたディザマトリクスに対応する位置制御マトリクスを用いて、ドットの成長方向を表す２ビットの位置制御データを、中間調処理部１０１ａが出力する画像データに付加する。ＰＷＭ制御部１０１ｃは、位置制御データが付加された７ビットの画像データを、ＰＷＭ制御を行いパルス信号であるＶＤＯ信号１１０に変換し、レーザ駆動部３００へ出力する。

このようなディザ法を用いた画像処理により、印刷データを、画像形成装置９において適切に階調表現する為のハーフトーン処理を行った露光用のＶＤＯ信号１１０へ変換する。

［ＰＷＭ処理］
ＰＷＭ制御部１０１ｃによるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）処理について説明する。図７は、位置制御部１０１ｂにより各画素に割り当てられたデータ（７ビット）と、ＰＷＭ処理によって生成するパルス信号との関係を示すテーブルの一例を示す。このテーブルには、パルス信号の幅（ＰＷＭ値）とパルスの位置に関する情報を備える。ＰＷＭ制御部１０１ｃは、入力される画像データは各画素に割り当てられた７ビットのデータを、下位５ビットのデータ（レベル値：０〜３１）、上位２ビットのデータ（位置制御データ：Ｃ、Ｌ、Ｒ）に分けてＰＷＭ処理を行い、パルス信号を生成する。

ＰＷＭ値は、各レベル０〜３１に対し、０〜２５５の間の整数値が割り当てられる。パルス位置は、パルス信号を同期させる画素間隔を定義する画像クロックの基準位置（例えば１画素の起点）からのパルス立ち上がり位置の遅延量に相当する情報である。図７に示すテーブルでは、レベル０（非発光）からレベルが上がると共に、位置制御データに対応するパルス位置と成長方向でパルスの幅が太くなるように設定されている。位置制御データがＣにおいては、１画素の中央の基準位置から左右方向に略同様にパルスの幅が成長する。位置制御データがＬにおいては、１画素の左端の基準位置から右方向にパルスの幅が成長する。位置制御データがＲにおいては、１画素の右端の基準位置から右方向にパルスの幅が成長する。レベル３１に到達すると、ＰＷＭ値が２５５となり、１画素における全画素幅で発光する。このような処理を行うことにより、７ビットの画像データをパルス信号であるビデオ信号（ＶＤＯ信号１１０）に変換する。なお、レベルに応じたパルスの幅の成長の度合いは図７に示すものに限定するものではなく、任意の成長度合いが設定されてよい。

［光量プロファイル］
本実施形態に係る光走査装置４００の被走査面４０７上におけるレーザスポット径は、軸上像高において６０μｍ、最軸外像高において８０μｍである。上述したように、偏向器４０５と感光体４の被走査面４０７との距離は、偏向器４０５の主走査方向において端部側（最軸外像高）の方が遠いため、端部側になるに従ってスポット径が大きくなる。図８は、静止スポット光量プロファイルの例を示しており、縦軸が光量［ａｒｂ］を示し、横軸が主走査方向位置［μｍ］を示す。また、図８中の実線は軸上像高における静止スポット光量プロファイルを示し、点線は最軸外像高における静止スポット光量プロファイルを示す。

次に図１３（ａ）に示す１×１ドット画像の軸上ａに対応する主走査方向の積算光量プロファイルについて説明する。図１３においては、軸が主走査方向に対応し、これに直交する方向を副走査方向として説明する。１×１ドットの主走査方向の積算プロファイルは図８に示す静止スポット光量プロファイルを主走査方向に１ドット（１画素分の幅：４２．３μｍ）分足し合わせることで算出される。つまり、１×１ドットにおいては、他の隣接するドットが無いため、他のドットの積算光量プロファイルの影響は受けていない。

図１３（ｂ）は、主走査方向および副走査方向の解像度がそれぞれ６００ｄｐｉである１×３ドットの縦線画像を示している。図１３（ｃ）は、主走査方向の解像度が６００ｄｐｉであり、副走査方向の画像解像度が４００ｄｐｉである１×３ドットの縦線画像を示している。

１×３ドットの縦線の積算光量プロファイルは、１×１ドット画像の積算光量プロファイルを副走査方向に３つ足し合わせることで算出される。また、軸上ｂにおける積算光量プロファイルは中央のドット以外のドット、すなわち上下に位置するドットの積算光量プロファイルの影響を受ける。ここで、副走査方向の解像度が４００ｄｐｉの場合には、６００ｄｐｉの場合に比べ、お互いの１×１ドットの積算光量プロファイルの重なり量が小さくなる。そのため、副走査方向の解像度が４００ｄｐｉの場合の軸上ｂにおける主走査方向の積算光量プロファイルは、副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの場合の軸上ｂにおける主走査方向の積算光量プロファイルに比べピーク値は低くなり、また、裾野は狭くなる。

図９に副走査方向の解像度が６００ｄｐｉと４００ｄｐｉの場合の積算光量プロファイルを示す。図９に示す各積算光量プロファイルにおいて、縦軸が積算光量［ａｒｂ］を示し、横軸が主走査方向位置［μｍ］を示す。図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの場合の１×３ドット画像の積算光量プロファイルを示す。一方、図９（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、副走査方向の解像度が４００ｄｐｉの場合の積算光量プロファイルを示す。また、図９（ａ）、（ｄ）は輝度がＰの場合、図９（ｂ）、（ｅ）は輝度がＰ×１．５の場合、図９（ｃ）、（ｆ）は輝度がＰ×２．０の場合の軸上ｂにおける主走査方向の積算光量プロファイルをそれぞれ示している。

図９中の実線は軸上像高における積算光量プロファイルを、点線は最軸外像高における積算光量プロファイルを示す。図９に示すように、輝度によらず、最軸外像高の積算光量プロファイルの方が軸上像高の積算光量プロファイルに比べ、積算光量のピークが低く、プロファイルの裾野部分が広くなる。このように軸上像高と最軸外像高とで積算光量プロファイルが異なるのは、静止スポットの光量プロファイルが図８に示したように、軸上像高に比べ最軸外像高において、静止スポットの光量プロファイルのピーク値が低く、裾野が広いためである。また、同じ輝度おいて、副走査方向の解像度が異なる場合を比較すると、副走査方向の解像度が低い方が、ピーク値は低くなり、また、裾野は狭くなる。

［Ｅ−Ｖ曲線］
図１０は、本実施形態に係る感光体４（感光ドラム）の単位面積当たりのドラム面露光量とドラム電位の関係（Ｅ−Ｖ曲線）を示す。図１０では、縦軸はドラム電位［−Ｖ］を示し、横軸はドラム面光量［μＪ／ｃｍ２］を示す。図１０に示すように、露光量が０、すなわち光源４０１が発光していない時の感光体４の表面電位は約−５４０Ｖであり、露光量を上げるほど、感光体４の電位は低く（絶対値は小さく）なる傾向がある。

［電位プロファイル］
図９に示す積算光量プロファイルと図１０に示すＥ−Ｖ曲線を元に算出した電位プロファイルを図１１に示す。図１１に示す各電位プロファイルにおいて、縦軸がドラム電位［−Ｖ］を示し、横軸が主走査方向位置［μｍ］を示す。図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの場合の１×３ドット画像の軸上ｂの感光体４の表面電位のプロファイルを示す。一方、図１１（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、副走査方向の解像度が４００ｄｐｉの場合の電位プロファイルを示す。また、図１１（ａ）、（ｄ）は輝度がＰの場合、図１１（ｂ）、（ｅ）は輝度がＰ×１．５の場合、図１１（ｃ）、（ｆ）は輝度がＰ×２．０の場合の各軸上における主走査方向の電位プロファイルをそれぞれ示している。

図１１中の実線は軸上像高における電位プロファイルを、点線は最軸外像高における電位プロファイルを示す。図１１に示すように、輝度によらず、最軸外像高の電位プロファイルの方が軸上像高の電位プロファイルに比べ、電位プロファイルのピーク値が低く、プロファイルの裾野部分が広くなる。このように軸上像高と最軸外像高とで電位プロファイルが異なるのは、図９に示したように、積算光量プロファイルが、軸上像高に比べ最軸外像高において、積算光量プロファイルのピーク値が低く、裾野が広いためである。

図１１における破線Ｖｄｃは本実施形態に係る現像電位（ここでは、−４７０Ｖ）を示し、図１１の矢印の幅はドラム電位が現像電位以下となる部分の幅（以降、「現像幅」と呼ぶ）を示す。この現像幅は、後述するライン幅と相関があることが実験により証明されている。

図１１（ａ）、（ｄ）に示すように、輝度がＰの場合には最軸外像高の電位プロファイルは、軸上像高の電位プロファイルと比較して浅くなり、前述した現像幅は小さくなる。一方、図１１（ｂ）、（ｅ）に示すように輝度がＰ×１．５の場合には、電位プロファイルが深くなることで、現像幅は大きくなる。特に、最軸外像高の方がより顕著に現像幅が大きくなる。理由は、最軸外像高の方が、電位プロファイルの裾野が広いため、輝度を上げた場合の現像幅への影響が大きくなるためである。更に輝度を上げ、図１１（ｃ）、（ｆ）に示すように輝度をＰ×２．０とした場合には、輝度Ｐとした場合と大小関係が逆転し、軸上像高に対して最軸外像高の方が、現像幅が大きくなる。

［ライン幅測定結果］
図１２は、１×２００ドットの縦線ライン画像を各主走査方向位置で印刷した際のライン幅の測定結果を示す。ここでのライン幅とは、主走査方向の１ドット（１画素）の長さに相当する。図１２において、縦軸はライン幅測定結果［μｍ］を示し、横軸は主走査方向位置［ｍｍ］を示す。測定器としてはＳｃａｎＭａｔｅＦ１０を使用した。本実施形態に係る結果１とともに、比較例として、比較例１、比較例２のライン幅測定結果も同様に示す。図１２において（ａ）は、本実施形態の結果１としてのライン幅測定結果を示している。図１２において（ｂ）は比較例１としてのライン幅測定結果を示している。図１２において（ｃ）は比較例２としてのライン幅測定結果を示している。

各構成と各構成におけるライン幅評価結果を以下の表１に示す。各構成は単位面積当たりのドラム面光量と輝度、および、副走査方向の解像度の組み合わせが異なる。本実施形態に係る結果１と比較例１の単位面積当たりのドラム面光量は０．３μＪ／ｃｍ２である。一方、比較例２においては、単位面積当たりのドラム面光量は、０．４５μＪ／ｃｍ２である。

また、比較例１の輝度をＰとした場合、本実施形態に係る結果１と比較例２の輝度は１．５倍のＰ×１．５である。また、比較例１と比較例２は、副走査方向の解像度は６００ｄｐｉに対して、本実施形態に係る結果１における副走査方向の解像度は４００ｄｐｉである。なお、以下の説明において、解像度を６００ｄｐｉと４００ｄｐｉを例に挙げて説明するが、これに限定するものでは無い。

ここで、副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの場合と４００ｄｐｉの場合で偏向器４０５の回転数は同一である。一方、プロセススピード、すなわち、感光体４の回転速度は副走査方向の解像度が６００ｄｐｉの場合に対し、４００ｄｐｉの場合において１．５倍としている。そのため、単位面積当たりのドラム面光量は、本実施形態に係る結果１と比較例１とは等しくなる。

図１２の（ｂ）に示すように比較例１の構成においては最軸外像高におけるライン幅は、軸上像高のライン幅と比較して、細くなっている。これは、図１１（ａ）の１×３ドット画像の電位プロファイルが示すように、軸上像高における現像幅と比較して、最軸外像高における現像幅が狭くなるためである。

一方、図１２の（ｃ）に示すように、比較例２においてライン幅は各像高でほぼ均一になる。これは、図１１（ｂ）の１×３ドット画像の電位プロファイルが示すように、現像幅が軸上像高と最軸外像高でほぼ同一となるためである。しかしながら、比較例２の場合においてはライン幅が像高によらず均一となるものの、ライン幅自体が適正値よりも太くなるため、ライン画像として適さない。このような構成では、例えば、１ドットの白抜き文字を印刷した場合に白抜き部分が不明瞭になってしまうという問題が生じる。

一方、本実施形態に係る構成とすることで、図１２の（ａ）に示すようにライン均一性を保ちつつ、ライン幅を適正値とすることができる。これは、輝度をＰ×１．５とし、副走査方向の解像度を４００ｄｐｉとすることで、ライン幅を像高によらず均一とするとともに、ライン幅自体が適正値よりも太くなることを抑制しているためである。

以上述べたように、各像高に応じてスポット径が異なる光走査装置を用いた場合であっても、本実施形態では、ライン幅が中央と端部で略等しくなるように、輝度を調節した上で、副走査方向の解像度を主走査方向に対して低くしている。これにより、主走査方向位置に応じて、ライン幅が変わってしまうことを抑制するとともに、適正なライン幅とすることができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態においては入力画像データに応じて、ＰＷＭ値を図７に示すように制御していた。これに対し、第２実施形態では、例えば、第１実施形態にて用いたＰＷＭ値をＰＷＭとした場合、ＰＷＭ値をＰＷＭ×４００ｄｐｉ／６００ｄｐｉ＝ＰＷＭ×２／３に制御する。例えば、第１実施形態のパルス信号のテーブルにおける最高画像階調（すなわち、レベル３１）におけるＰＷＭ値は“２５５”であるのに対し、本実施形態のレベル３１におけるＰＷＭ値は“１７０”である点が異なる。

本実施形態においては、１画素ごとに発光と非発光が一定の比率で繰り返される。具体的には、上記の制御内容に基づくと、
発光時間：非発光時間＝１７０：（２５５−１７０）＝２：１
の比率で発光と非発光を１画素毎に繰り返す。これにより、例えば、最高画像階調における１画素に対する光量が“１７０”に相当する値となる。なお、１画素において、非発光動作と発光動作のいずれを先に行ってもよい。

また、第１実施形態における副走査方向の画像解像度は４００ｄｐｉであるのに対し、本実施形態における副走査方向の画像解像度は６００ｄｐｉである点が異なる。また、本実施形態においても、主走査方向の画像解像度は６００ｄｐｉである。レーザ輝度は、本実施形態においても、第１実施形態と同様にＰ×１．５である。その他の構成に関しては第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態の構成により、副走査方向の画像解像度が主走査方向の画像解像度と同じである場合に、第１実施形態と同様に主走査方向位置に応じて、ライン幅が変わってしまうことを抑制するとともに、適正なライン幅とすることができる。具体的には、本実施形態の構成により、第１実施形態の図１２で説明した比較例２で問題となったライン自体が適正値よりも太くなってしまうことを抑制することができる。

以下、上記の理由を説明する。図１３（ｂ）に示す１×３ドット画像の軸上ｂにおける、本実施形態に係る積算光量プロファイルを図１４に示す。図１４において、縦軸は積算光量［ａｒｂ］を示し、横軸は主走査方向位置［μｍ］を示す。一方、図９（ｂ）に示す積算光量プロファイルは比較例２の積算光量プロファイルである。本実施形態に係る図１４の積算光量プロファイルと、図９（ｂ）に示す比較例２の積算光量プロファイルはいずれも、副走査解像度が６００ｄｐｉであり、輝度がＰ×１．５の場合である。図１４の積算光量プロファイルは図９（ｂ）の積算光量プロファイルと比較して、ピーク値が低く、裾野も狭くなる。図９（ｂ）はＰＷＭ値が“２５５”であり、主走査方向に約４２．３μｍ分（１画素分）の静止スポット光量プロファイルが積算される。これに対し、本実施形態の場合にはＰＷＭ値が“１７０”であり、主走査方向に約２８．２μｍ分のみ、静止スポット光量プロファイルが積算される。そのため、図１４のような構成となる。

図１５は、図１３（ｂ）に示す１×３ドット画像の軸上ｂにおける、本実施形態に係る電位プロファイルを示す。図１５において、縦軸はドラム電位［−Ｖ］を示し、横軸は主走査方向位置［μｍ］を示す。一方、図１１（ｂ）に示す電位プロファイルは比較例２の電位プロファイルである。本実施形態に係る図１５の電位プロファイルと、図１１（ｂ）に示す比較例２の電位プロファイルはいずれも、副走査解像度が６００ｄｐｉであり、輝度がＰ×１．５の場合である。図１５の電位プロファイルは図１１（ｂ）の電位プロファイルと比較して、ピーク値が低く、裾野も狭くなる。

図１６は、本実施形態に係るライン幅測定結果を示す。図１６において（ａ）は、本実施形態の結果２としてのライン幅測定結果を示している。図１６において（ｂ）は、比較例２としてのライン測定結果を示している。上述したように、本実施形態の結果２も比較例２も主走査解像度、副走査解像度がともに６００ｄｐｉであり、輝度がＰ×１．５の場合を示している。

図１６に示されているように、本実施形態の構成により、主走査方向位置に応じて、ライン幅が変わってしまうことを抑制するとともに、適正なライン幅とすることができる。これは、図１５の電位プロファイルからも明らかである。

＜第３実施形態＞
第３実施形態として、副走査方向の画像解像度に応じて、ＰＷＭ値を切り換える機能を有する実施形態について説明する。つまり、画像形成装置は、副走査方向の画像解像度を切り替えた複数のモードにて画像形成を行うことが可能であり、切り替えた際に、ＰＷＭ値も切り替える構成とする。なお、第１、第２実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。

［処理フロー］
図１７は、本実施形態に係るＰＷＭ値の切り替え処理を示すフローチャートである。本処理フローは、複数の処理部が連携して制御を行うため、ここでは、処理主体を画像形成装置９として説明する。

画像形成装置９は、ユーザからプリンタードライバー（不図示）を介して、副走査方向の画像解像度情報を取得すると、副走査方向の画像解像度情報に応じたプロセススピードを設定し、画像形成装置を動作させる。ここでは、４００ｄｐｉもしくは６００ｄｐｉのいずれかの値が副走査方向の画像解像度として指定されるものとして説明を行う。なお、以下に示すプロセススピードＰＳ、偏向器４０５の回転数Ｆ、輝度Ｐは、予め規定され、その情報が画像形成装置９にて保持されているものとする。

Ｓ１７０１にて、画像形成装置９は、指定された副走査方向の画像解像度が４００ｄｐｉか否かを判定する。４００ｄｐｉが指定された場合（Ｓ１７０１にてＹＥＳ）Ｓ１７０２へ進み、６００ｄｐｉが指定された場合（Ｓ１７０１にてＮＯ）Ｓ１７０６へ進む。

Ｓ１７０２にて、画像形成装置９は、プロセススピードをＰＳに設定する。具体的には、感光体４の回転速度を１２０ｍｍ／ｓに設定する。

Ｓ１７０３にて、画像形成装置９は、偏向器４０５の回転速度が副走査方向の画像解像度情報によらず、一定の回転数Ｆに収束させるように駆動部（不図示）を制御する。

Ｓ１７０４にて、画像形成装置９は、光源４０１の発光輝度が副走査方向の画像解像度情報によらず、輝度Ｐ×１．５（＝６００／４００）となるように制御する。

Ｓ１７０５にて、画像形成装置９は、最高画像階調のＰＷＭ値を２５５に設定する。これに合せて、画像の各階調のＰＷＭ値を設定する。つまり、第１実施形態にて図７を用いた構成となるように設定する。そして、本処理フローを終了する。

Ｓ１７０６にて、画像形成装置９は、プロセススピードを（ＰＳ×４００／６００）に設定する。具体的には、感光体４の回転速度を８０ｍｍ／ｓに設定する。

Ｓ１７０７にて、画像形成装置９は、偏向器４０５の回転速度が副走査方向の画像解像度情報によらず、一定の回転数Ｆに収束させるように駆動部（不図示）を制御する。

Ｓ１７０８にて、画像形成装置９は、光源４０１の発光輝度が副走査方向の画像解像度情報によらず、輝度Ｐ×１．５（＝６００／４００）となるように制御する。

Ｓ１７０９にて、画像形成装置９は、最高画像階調のＰＷＭ値が１７０（＝２５５×４００／６００）となるように制御する。これに合せて、画像の各階調のＰＷＭ値に２／３の重み付けした値となるように制御する。つまり、第２実施形態にて説明した構成となるように設定する。そして、本処理フローを終了する。

以上、本実施形態の構成により、副走査方向の画像解像度に係らず、主走査方向位置に応じて、ライン幅が変わってしまうことを抑制するとともに、適正なライン幅とすることができる。

なお、上記の構成では、主走査方向と副走査方向の解像度において、６００ｄｐｉと４００ｄｐｉを例に挙げて説明したが、この組み合わせに限定するものでははく、他の構成であってもよい。また、図３に示した像高と部分倍率の関係は一例であり、この関係性の変動に応じて各種制御に用いる情報は定義されてよい。例えば、副走査方向の解像度がＡｄｐｉの場合とＢ（＞Ａ）ｄｐｉの場合を考える。このとき、Ａの場合のＰＷＭ値を“２５５”とした場合、Ｂの場合のＰＷＭ値は“２５５×（Ａ／Ｂ）”として制御される。このときのある走査位置におけるレーザ光の発光と非発光の比は、２５５×（Ａ／Ｂ）：｛２５５−（２５５×（Ａ／Ｂ））｝＝（Ａ／Ｂ）：｛１−（Ａ／Ｂ）｝となる。また、レーザ光の輝度Ｐは（Ｂ／Ａ）となるように制御される。

＜その他の実施形態＞
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。

４…感光体、９…画像形成装置、１００…画像信号生成部、１０１…画像処理部、１０１ａ…中間調処理部（ハーフトーン処理手段）、１０１ｚ…濃度補正処理部、２０８…レーザ光（光）、４００…光走査装置（走査手段）

Claims (15)

1. 感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電手段と、
   前記感光体の主走査方向の走査位置に応じてスポット径が異なるレーザ光により前記感光体を走査して潜像を形成する露光手段と、
   前記潜像が形成された前記感光体にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記感光体の主走査方向の走査位置に応じて、前記レーザ光の輝度と、前記感光体の副走査方向の解像度を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記感光体の主走査方向の走査位置それぞれにおいて画素の幅が一定になるように、前記レーザ光の輝度と、前記感光体の副走査方向の解像度を制御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、前記感光体の主走査方向の走査位置それぞれにおいて画素に対応するドットの幅が一定になるように、前記露光手段によるレーザ光の露光時間を制御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。
4. 前記制御手段は、主走査方向における第１の走査位置に対する前記露光手段によるレーザ光の第１の露光時間より、主走査方向における前記第１の走査位置より前記感光体の中央部側である第２の走査位置に対する前記露光手段によるレーザ光の第２の露光時間が短くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、主走査方向における第１の走査位置に対する前記露光手段によるレーザ光の第１の輝度より、主走査方向における前記第１の走査位置より前記感光体の中央部側である第２の走査位置に対する前記露光手段によるレーザ光の第２の輝度が低下するように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）及び、予め保持された情報を用いて、主走査方向における前記第１の走査位置に対する前記第１の輝度より、主走査方向における前記第２の走査位置に対する前記第２の輝度が低下するように制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記感光体の副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 感光体と、
   前記感光体を帯電させる帯電手段と、
   前記感光体の主走査方向の走査位置に応じてスポット径が異なるレーザ光により前記感光体を走査して潜像を形成する露光手段と、
   前記潜像が形成された前記感光体にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記感光体の主走査方向における画素の位置ごとに、前記レーザ光の輝度と、前記レーザ光の発光時間とを制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記感光体の主走査方向の走査位置それぞれにおいて、対応する画像データの値に所定の比率の重み付けをした値に対応する光量となるように、前記レーザ光の発光時間を制御することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記感光体の主走査方向における画素ごとに前記所定の比率に基づく間隔で発光と非発光を繰り返すことにより、走査位置それぞれへの光量を制御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. 前記画像形成装置は、前記感光体の副走査方向の解像度を切り替えた複数のモードで画像形成を行うことが可能であり、
    第１のモードの副走査方向の解像度がＡであり、第２のモードの副走査方向の解像度がＢ（＞Ａ）であり、前記第１のモードのプロセススピードをＰＳとした場合、
    前記第２のモードのプロセススピードをＰＳ×Ａ／Ｂとし、
    前記第２のモードでは、前記感光体の主走査方向の走査位置それぞれにおいて、対応する画像データの値に（Ａ／Ｂ）の重み付けをした値に対応する光量となるように、前記レーザ光の露光を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、前記感光体の主走査方向における画素ごとにＡ／Ｂ：｛１−（Ａ／Ｂ）｝の比率の間隔で発光と非発光を繰り返すことにより、走査位置それぞれへの光量を制御することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記制御手段は、予め設定されたレーザ光の輝度がＰである場合、前記第１または前記第２のモードにおいてレーザ光の輝度をＰ×Ｂ／Ａとするように制御することを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像形成装置。
14. 感光体と、
    前記感光体を帯電させる帯電手段と、
    前記感光体の主走査方向の走査位置に応じてスポット径が異なるレーザ光により前記感光体を走査して潜像を形成する露光手段と、
    前記潜像が形成された前記感光体にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、
    を有する画像形成装置の制御方法であって、
    前記感光体の主走査方向の走査位置に応じて、前記レーザ光の輝度と、前記感光体の副走査方向の解像度を制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
15. 感光体と、
    前記感光体を帯電させる帯電手段と、
    前記感光体の主走査方向の走査位置に応じてスポット径が異なるレーザ光により前記感光体を走査して潜像を形成する露光手段と、
    前記潜像が形成された前記感光体にトナーを付着させて現像を行う現像手段と、
    を有する画像形成装置の制御方法であって、
    前記感光体の主走査方向における画素の位置ごとに、前記レーザ光の輝度と、前記レーザ光の発光時間とを制御することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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