JP4386277B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
こうしたビーム走査型の書き込み方式において、レーザ光は、ポリゴンミラーにより等角速度で偏向され、被走査面上における走査速度を一定にするために、fθレンズやfθミラーが用いられている。しかし、fθレンズやfθミラーを介したレーザ光は、被走査面上での走査速度が完全に一定にはならず、像面上での画像倍率は像高によって変動するという問題がある。その原因としては、レーザ光がレーザダイオードから出射されてから像面に到達するまでに通るガラス、レンズ、ミラーといった光学素子の形状、取り付け位置が異なること、fθレンズの厚みが像高で異なることなどによる。
このような像高による画像倍率の変動(走査むら)は、画素ドットの位置ずれとして、形成される画像に影響を与え(なお、画素ドットは、画素クロックに従い発光源を点灯制御することにより生成される)、特にカラー画像形成装置では、目立ち易い色ズレとなって現れるために、ビーム走査型の書き込み方式では、像高による倍率の変動を無くすための調整を施すようにしている。
また、特許文献2記載の光走査装置は、主走査方向のビームスポットの疎密を補正するという点で、上記特許文献1(画素ドットの位置ずれの補正)と同様の目的を有するものである。特許文献2記載の光走査装置は、画素クロックの位相を画素クロック1周期の1/n単位(n=2以上の整数)で可変制御することにより、主走査方向のビームスポットの疎密を補正可能としている。また、この従来例では、走査領域を分割し、分割されたエリア毎にビームスポット粗密の補正クロック(画素クロックの位相を変更するタイミングを定める外部パルス列xpls)挿入数を設定する手段と、像高による倍率補正情報を記憶する記憶手段を設けている。これらの手段は、分割エリア毎に設定された数の補正クロックが発生する度に、倍率補正情報を読み出し、得られる倍率補正情報を設定値に反映することにより、像高によるビームスポットの粗密を補正し、倍率の変動を無くすための調整を施すことを可能にしている。
しかしながら、補正挿入クロックは、分割した走査領域毎にクロック挿入数の設定を可能にした特許文献2記載の装置においても、一定の挿入間隔としている(書き込み制御機能を有するゲートアレイ等の構成によっているものと考えられる)ため、上記特許文献1,2記載の装置によって、より高精度な補正を実施することは困難である。
本発明は、ビーム走査型の書き込み方式を採用する画像形成装置に生じる、走査むらによる画素ドットの位置ずれに対する、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その解決課題は、分割した走査領域毎に補正クロック挿入数の設定を可能にする手段による画素ドットの位置ずれ補正の精度をより向上させることにある。
請求項2の発明は、請求項1に記載された画像形成装置において、前記画素クロック切換間隔設定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数に基づいて、複数パターンから選択する1の設定パターンを決定する設定パターン決定手段を有することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2に記載された画像形成装置において、前記設定パターン決定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数について、「前分割エリアの設定値」>「設定対象分割エリアの設定値」>「後分割エリアの設定値」、の成立を条件に、設定対象の分割エリア内で前分割エリアに近い側に画素クロックの可変数を多く配置するパターンを設定パターンとして決定することを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項2に記載された画像形成装置において、前記設定パターン決定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数について、「前分割エリアの設定値」≒「設定対象分割エリアの設定値」≒「後分割エリアの設定値」、の成立を条件に、設定対象の分割エリア内で切換間隔を等間隔に配置するパターンを設定パターンとして決定することを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項2に記載された画像形成装置において、前記設定パターン決定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数について、「前分割エリアの設定値」<「設定対象分割エリアの設定値」<「後分割エリアの設定値」、の成立を条件に、設定対象の分割エリア内で後分割エリアに近い側に画素クロックの可変数を多く配置するパターンを設定パターンとして決定することを特徴とする。
また、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数に基づいて、選択する1の設定パターンを決定するようにしたので、パターン選択のために特別な入力を要することなく、それぞれのケースに適したパターンが選択可能になり(請求項2〜5)、しかも周囲の分割エリアである前後のエリアの境界でより滑らかな補正を施こすことが可能になる(請求項3〜5)。
図1は、本実施形態のカラー複写機の概略構成を示す。図2は、図1中の露光装置周辺の概略構成を説明する斜視図を示し、図3は、図2のLD(レーザ ダイオード)から出力される光ビームを偏向走査しながら感光体に画像を書き込むまでの光路の説明図を示す。
図1に示すように、本実施形態のカラー複写機は、複写機本体100、給紙テーブル200、スキャナ300、原稿自動搬送装置(ADF)400から主に構成されている。
複写機本体100の中央部には、無端ベルト状の中間転写体10が設けられている。中間転写体10は、本例では3つの支持ローラ14,15,16に掛け回され、図中に矢印で示すように、時計回りに回転搬送される。
3支持ローラのうち第1支持ローラ14と第2支持ローラ15との間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローよりなる4カラー成分の画像形成部18が横に並べて配置され、同時に4色の画像形成動作を可能とする、所謂、タンデム方式の画像形成装置20が構成される。さらに、タンデム方式の画像形成装置20の上方には、露光装置21が設けられる。
また、第2支持ローラ15の右側には、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が設けられる。
また、2次転写装置22の下流側には、シート上の転写画像を加熱圧着法により定着させる定着装置25が設けられている。この定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成される。
なお、本例では、2次転写装置22として、画像転写後のシートを定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えたものを用いている。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよいが、その場合には、このシート搬送機能を別に設ける必要がある。
また、図1に示す実施形態では、2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録するためにシートを反転するシート反転装置28が装備されている。
上記読取りモードの何れの場合も、第1走行体33の光源により原稿面を照明されると、原稿面からの反射光が第1走行体33及び第2走行体34のミラーで反射され、結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入力され、原稿面の画像が読み取られる。
また、不図示のスタートスイッチが押下されると、不図示の駆動モータによって支持ローラ14,15,16のいずれか1つを回転駆動し、他の2つの支持ローラを従動回転させて中間転写体10を回転搬送する。これと同時に、4色の画像形成部18の感光体40を個々に回転させ、各感光体40上にそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10を搬送するとともに、各感光体40上の単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
各感光体40上への画像の形成は、LD光ビーム書き込み方式を用いる露光装置21により行われる。露光装置21は、読取りセンサ36などで読み取った原稿の画像データと、後述する画素クロック生成回路で生成され補正された画素クロックに基づいて、LD駆動部62を制御し、その点灯制御された光ビームをポリゴンミラーで偏向しながら感光体40の表面を主走査方向に走査することで、感光体表面に静電潜像を形成する。なお、露光装置21については、図2及び図3を参照し、後記で詳述する。
レジストローラ49でシートを停止させ後、中間転写体10上に形成された合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込んで、2次転写装置22で転写することにより、シート上にカラー画像が記録される。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送されて定着装置25に送られ、定着装置25で熱と圧力とが加えられて転写画像を定着した後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出され、排紙トレイ57上にスタックする。或いは、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入ると、そこで反転されて再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像が記録された後、排出ローラ56によって排紙トレイ57上に排出される。
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17によって画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去して、タンデム方式による画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
図2に示すように、主走査タイミングを検出するために、LD63からのビームの走査光路上に同期センサ61が配置されている。書込制御部60には、同期センサ61からの位相同期信号とスキャナ300で読み取った原稿の画像データが入力され、これらの信号、データに基づいて後述する画素クロック生成回路によって画素クロックが生成される。走査方向の各画素位置は、画素クロックによって決められる。従って、LD駆動部62の駆動を画素クロックによって制御し、LD63を点灯制御することにより、画像の書き込みが行われる。
LD63から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ64とアパーチャー65を介して整形され、シリンダレンズ66を透過した後、回転偏向させるためのポリゴンミラー67によって入射したレーザ光が偏向走査される。このポリゴンミラー67は、図3に示すように、ポリゴンモータ73によって所定の回転数で回転駆動される。このポリゴンミラー67によって反射されたレーザ光は、fθレンズ68とダブルトロイダルレンズ(WTL)74とを透過して、折り返しミラー69で反射され、さらに防塵ガラス70を透過して記録媒体としての感光体40上に集光される。
この感光体40には、例えば、感光体ドラムが用いられ、不図示の回転駆動部によって副走査方向とは逆向きに回転駆動され、不図示の帯電器により一様に帯電された後、レーザ光によって主走査方向に繰り返し走査することによって画像が書き込まれ、静電潜像が形成される。
この感光体ドラム40上に形成された静電潜像は、不図示の現像装置により現像されてトナー像となり、上述した転写過程を経て、転写紙などの記録シートに転写され、定着装置25により記録シートに定着される。
このように、LD63から出射されるレーザ光は、ポリゴンミラー67により等角速度で偏向され、感光体40の被走査面上での走査速度を一定にするため、ポリゴンミラー67、fθレンズ68、あるいは折り返しミラー69といった光学素子が用いられている。
そこで、本発明においては、この画素ドットの位置ずれを補正することを課題とし、この課題の解決手段として、画素クロックの位相をシフトする方法に従う手段を提案する。ここで、本発明のベースになる画素クロックの位相シフトによる補正方法の原理について、先ず説明をする。
図4は、図2および図3における感光体40の像高(主走査方向の位置)に対する光ビームの走査速度の分布例を示した図であり、図5は、図4の像高に対する走査速度分布に基づいて逆特性となる補正量を求めた線図である。また、図6は、位相データに基づいて画素クロックを生成する画素クロック生成回路の一構成例を示したブロック図である。
レーザ光ビームは、主走査ラインが感光体40に対し、図4の(A)に示すように方向付けられ、偏向走査される。即ち、感光体40を中心として同期センサ61を含む範囲で感光体40の主走査方向の中央を像高0とすると、その左右方向に有効書込領域が存在するように、走査される。
図4の(B)に示す、感光体40の幅に対応した線図は、像高0から像高±150までの位置が対応するように横軸が描かれ、縦軸は像高0の時の走査速度を100%とした場合に、各像高位置における走査速度を百分率で表した線図である。この線図からわかるように、レーザ光による主走査の走査速度の変動は、感光体40の端部に行くにしたがって歪みが大きくなる傾向にある。もちろん、主走査の走査速度の変動は、これに限るものではなく、状況によっては他の傾向を示すこともあり得る。
この走査速度の変動は、図4の(B)に示す、走査速度分布の傾向を打ち消す量を補正量として各像高位置での走査速度を補正する、という方法を用いることによって、その影響を無くすことがができる。即ち、走査速度分布の傾向の逆数を補正値として各像高位置での走査速度の変動を補正する方法である。
図5は、逆数をとることにより、各像高位置での走査速度の補正量を求めた線図である。この線図は、像高0を100%として、各像高位置でどの程度走査速度を補正すれば、感光体の被走査面上を常に像高0の位置と同じ走査速度で一様に走査できるかを示している。もちろん、図4の(B)に示す走査速度分布の傾向が変われば、それに応じて図5の補正量の分布も変わってくる。
本発明では、上記のようにして与えられる走査速度の補正量を画素書き込みにおける画素クロックの位相に反映させる。即ち、走査速度の補正により変化する画素ドットの位置ずれ相当分の書き込み速度の変化を与えるようにし、走査速度を補正したと同等の効果を得る。書き込み速度は、画素クロックの位相を変化させることにより、変えることが可能であるから、結局、走査速度の補正量を画素クロックの位相シフト量に置き換える操作を行うことにより、実施が可能である。
図5に示した走査速度の補正量分布を使って画素クロックの位相シフトを実現するための手段の一例として、図6に示す画素クロック生成回路80を用いる。
この画素クロック生成回路80は、画像領域における各画素位置は、画素クロックにより決定されるため、主走査方向の局所的な走査速度のばらつきを補正するには、主走査中に画素クロック周波数を局所的に変化させる(位相をシフトさせる)ことによって実現が可能となるからである。
図6の画素クロック生成回路80は、画素クロックの遷移タイミングを指示する位相データに基づいて位相をシフトし、画素クロックの周期を変化させる回路であって、高周波クロック生成回路81 、カウンタ82 、比較回路83、および画素クロック制御回路84等より構成される。
カウンタ82は、ここでは高周波クロックVCLKの立ち上がりで動作をするようにして、高周波クロックVCKLをカウントし、後述する比較回路83からリセット信号が入力されると、カウント値がリセットされる。
比較回路83は、カウンタ82からのカウント値、予め設定された値及び外部から与えられる位相データ(画素クロックの遷移タイミングとしての位相シフト量を指示するデータ)とを比較し、得られるそれぞれの比較結果に基づいて制御信号aと制御信号bとを出力するものである。位相データは、ドット位置ずれを補正するために画素クロックの位相のシフト量を指示するためのデータ(例えば、fθレンズ68の特性によって生ずる走査ムラを補正したり、ポリゴンミラー67の回転ムラによるドット位置ずれを補正したり、レーザ光の色収差によって生ずる色ズレを補正するためのデータ)であって、数ビットのデジタル値で与えることができる。
画素クロック制御回路84は、比較回路83から入力される制御信号aと制御信号bとに基づいて、生成される画素クロックPCLKの遷移タイミングを制御するものである。なお、制御信号aは、画素クロックPCLKの立下りを定め、制御信号bは、画素クロックPCLKの立上がりを定める。
図7の(A)で生成する画素クロックPCLKは、高周波クロック生成回路81で生成された高周波クロックVCLKの8分周とし、デューティー比を標準的な50%とするもので、図6の画素クロック生成回路80に入力される位相データとして「7」の値が与えられ、比較回路13には予め「3」の値が設定されているものとする。
図6のカウンタ82は、高周波クロック生成回路81で生成された高周波クロックVCLKの立ち上がりでカウント動作を行う。比較回路83には、予め「3」の値が設定されているため、カウンタ82のカウンタ値が「3」になったところで制御信号aが出力される。この制御信号aの「H」入力を受けると、画素クロック制御回路84は、図7(A)中のクロックタイミング(1)で画素クロックPCLKを「H」から「L」に遷移させる。
続いて、比較回路83では、与えられた位相データとカウンタ値とを比較し、一致したら制御信号bを出力する。比較回路83には、位相データとして「7」の値が設定されているので、カウンタ82のカウンタ値が「7」になったところで、比較回路83が制御信号bを出力する。この制御信号bの「H」入力を受けると、画素クロック制御回路84は、図7(A)中のクロックタイミング(2)で画素クロックPCLKを「L」から「H」に遷移させる。この時、比較回路83は、同時にカウンタ82にリセット信号を送ってリセットし、再び0からカウントさせるようにする。これにより、、図7(A)に示すように、高周波クロックVCLKの8分周に相当するデューティー比50%の画素クロックPCLKを生成することができる。
例えば、図7(B)では、基準画素クロック(図7(A)の高周波クロックVCLKの8分周クロック)に対して1/8クロックだけ位相を遅らせた画素クロックPCLKを生成し、図7(C)では、基準画素クロックに対して1/8クロックだけ位相を進めた画素クロックPCLKを生成する。
図7(B)の場合、図6の比較回路83に与えられる位相データを「8」にした点が異なっている。この場合、クロックタイミング(1)で画素クロックPCLKを「H」から「L」に遷移させるのは、制御信号aの設定値が「3」のままであるから、基準画素クロック(図7(A)参照)の動作と同じであるが、画素クロックPCLKの「L」から「H」への遷移は、位相データが「8」であるから、基準画素クロックよりも1/8クロックだけ位相を遅らせた画素クロックPCLKを生成することができる。即ち、画素クロック制御回路84では、図7(B)中のクロックタイミング(2)に示すように、カウンタ82のカウンタ値が「8」になったところで、比較回路83が出力する制御信号bによって、画素クロックPCLKを「L」から「H」に遷移させる。従って、基準となる高周波クロックVCLKの8分周クロックに対して1/8クロックだけ位相を遅らせた画素クロックPCLKを生成することができる。
図7(C)の場合、図6の比較回路83に与えられる位相データを「6」にした点が異なっている。この場合も、クロックタイミング(1)で画素クロックPCLKを「H」から「L」に遷移させるのは、基準画素クロックの動作と同じであるが、画素クロックPCLKの「L」から「H」への遷移は、位相データが「6」であるから、基準画素クロックよりも1/8クロックだけ位相を進ませた画素クロックPCLKを生成することができる。即ち、画素クロック制御回路84では、図7(C)中のクロックタイミング(2)に示すように、カウンタ82のカウンタ値が「6」になったところで、比較回路83が出力する制御信号bによって、画素クロックPCLKを「L」から「H」に遷移させる。従って、基準となる高周波クロックVCLKの8分周クロックに対して1/8クロックだけ位相を進ませた画素クロックPCLKを生成することができる。
図7(D)の場合、図6の比較回路83に与えられる位相データを「9」にした点が異なっている。この場合も、クロックタイミング(1)で画素クロックPCLKを「H」から「L」に遷移させるのは、制御信号aの設定値が「3」のままであるから、基準画素クロックの動作と同じであるが、画素クロックPCLKの「L」から「H」への遷移は、位相データが「9」であるから、基準画素クロックよりも2/8クロックだけ位相を遅らせた画素クロックPCLKを生成することができる。即ち、画素クロック制御回路84では、図7(D)中のクロックタイミング(2)に示すように、カウンタ82のカウンタ値が「9」になったところで、比較回路83が出力する制御信号bによって、画素クロックPCLKを「L」から「H」に遷移させる。従って、基準となる高周波クロックVCLKの8分周クロックに対して2/8クロックだけ位相を遅らせた画素クロックPCLKを生成することができる。
図7(E)の場合、図6の比較回路83に与えられる位相データを「5」にした点が異なっている。この場合も、クロックタイミング(1)で画素クロックPCLKを「H」から「L」に遷移させるのは、基準画素クロックの動作と同じであるが、画素クロックPCLKの「L」から「H」への遷移は、位相データが「5」であるから、基準画素クロックよりも2/8クロックだけ位相を進ませた画素クロックPCLKを生成することができる。即ち、画素クロック制御回路84では、図7(E)中のクロックタイミング(2)に示すように、カウンタ82のカウンタ値が「5」になったところで、比較回路83が出力する制御信号bによって、画素クロックPCLKを「L」から「H」に遷移させる。従って、基準となる高周波クロックVCLKの8分周クロックに対して2/8クロックだけ位相を進ませた画素クロックPCLKを生成することができる。
このような動作を、図4に示すような、感光体40の端部に行くにしたがって走査速度が遅くなり、中央部の像高0付近よりも端部側の画素密度が高くなってしまうという画素密度の変動に対する補正に適用する。即ち、端部近くを走査する画素クロックを生成する場合は、位相データの値を高くするか、もしくは高い位相データで生成する比率を多くすることにより、感光体40の主走査面上での画素密度が均一になるように補正することが可能になる。
この補正は、感光体40の主走査面上での走査速度が光学系などによって不均一になっていることが原因であるため、その走査速度の不均一の状況に合わせて画素密度を可変制御する割合を主走査中に不均一に分散させることによって行う必要がある。つまり、図5に示すように、像高に対応する補正量に応じた位相データを図6の画素クロック生成回路80に入力し、これによって生成される画素クロックPCLKを使ってLD駆動部62を駆動し、LD63から発射されるレーザ光を偏向走査し、画素の書き込みを行うことにより、走査速度の不均一による画素密度の不均一が補正されて、主走査面上での画素密度を均一化することが可能になる。
従って、画素クロック生成回路80において、画素位置を補正するための位相データを画素クロックPCLKの立ち上がりに同期させて、1クロック単位で与えるようにすれば、画素クロックPCLKの位相シフト量を1クロック毎に変化させることも可能となる。
図8は、クロック単位で位相シフトを行わせるようにした時の画素クロックPCLKの生成動作を示すタイミングチャートである。図8では、「6」の位相データで1クロックを生成した後、「8」の位相データを使って、次の1クロックを生成する例を示している。
このように、画素クロック生成回路80に入力する位相データを変化させるという簡単な構成で、画素クロックPCLKの位相シフトを高周波クロックVCLKのクロック幅単位で±方向に制御し、しかも、この制御を画素クロックPCLKの1クロック毎に行うことが可能である。このため、走査領域中にて一定間隔おきに位相シフトさせるだけでなく、位相シフトポイントを不均一に分散して、画素の位置を調整し、走査速度の変動による画素密度の不均一の補正を高精度に行うことが可能となる。
そこで、主走査領域を所定数の画素クロックが含まれる補正エリアとしてエリア分割し、補正エリアに対し位相データを設定することにより、メモリ容量の低減が可能な構成で画素クロックを可変し、画素密度を補正する。
エリア分割により画素クロックを可変する補正方式を採用する場合、一定の画素クロック数によってエリア分割し、かつメモリ容量の低減を有効化しようとすると、局在する走査速度の変動に応じた補正量に対して精度の良い近似ができないので、補正精度も上がらない。
このため、本発明においては、分割された複数の補正エリア毎に画素クロックの可変数を設定し、さらに、エリア内の可変画素クロックの切換間隔(以下、「補正挿入間隔」或いは単に「クロック間隔」という場合もある)を設定可能とする。これらの設定を可能とすることによって、局在する走査速度の変動に応じて画素クロックの補正を行う補正挿入位置を決定し、メモリ容量の低減と、補正精度の向上を両立させる。
図9は、第1の実施形態に係わる画素クロック生成回路部の構成を示すブロック図である。図10は、図9の画素クロック生成回路部により主走査領域を分割した場合の分割領域の設定例を説明する図である。また、図11は、図9の位相データ信号生成回路の構成例を示す図である。
図9に示す画素クロック生成回路部の構成は、上述した画素クロック生成回路80(図6)に加えて、入力されるエリア分割数設定値に基づいて、主走査領域を複数にエリア分割するための設定信号を生成する補正エリア設定信号生成回路90と、補正エリア設定信号生成回路90からの補正エリア設定信号と補正エリア毎に画素クロックの可変数を設定する可変クロック数設定値とに基づいて、画素クロックの位相シフト量を決める位相データ信号生成回路91と、位相データ信号生成回路91で生成された位相データと同期センサ61から入力される位相同期信号とに基づいて、画素クロック生成回路80により画素クロックPCLKを生成する。
また、図10は、主走査1ラインの領域を8分割する設定をした場合の分割領域を示している。この設定例では、非画像領域を含む主走査領域全域をエリア分割し、分割領域2〜7を各補正エリアとする例を示しているが、画像領域のみをエリア分割対象としても良い。なお、領域分割は、エリア分割数設定値に基づいて行われるので、各分割領域は等しい。
補正クロック間隔設定回路911は、補正エリア設定信号並びに各エリアの補正挿入数と補正挿入間隔を定める可変クロック数設定値が入力され、補正エリア設定信号と可変クロック数設定値とに応じたクロック間隔設定データを生成する。なお、クロック間隔設定データには、設定するクロック間隔における補正量(位相シフト量)を指示するデータが含まれる。
カウンタ913は、画素クロックPCLKの立ち上がりで動作するようにして、画素クロックPCLKのカウントを行うもので、比較回路915からリセット信号が入力されると、カウント値がリセットされる。
比較回路915は、カウンタ913からのカウント値と、補正クロック間隔設定回路911から与えられるクロック間隔設定データとを比較し、設定されたクロック間隔で制御信号を出力するものである。比較回路915から出力される制御信号は、可変クロックの発生を指示する位相データのタイミングを決定し、画素ドットの位置ずれを補正するために画素クロックの位相シフト量を指示するためのデータであって、数ビットのデジタル値で与えられる。
位相データ信号制御回路917は、比較回路915からの制御信号に応じた位相データを出力するものである。
また、ここで扱う像高とは、画像領域中心を0とし、走査開始側がマイナス、走査終了側がプラスと定義する。走査速度が画像領域全体で一定の場合、図12の像高を示す線図は右上がりの一本の直線となる。
本実施例では、[nエリア]の傾きが両側のエリアと異なっているので、[nエリア]の可変補正クロック数を12とし、[n‐1エリア]と[n+1エリア]の可変クロック数を0に設定している。この傾き形状を各エリア毎に調整することにより、近似的な画素の位置ずれ補正が可能となる。
そこで、予め可変クロックの挿入位置を定めるための設定パターンを用意し、補正エリアの補正挿入数と設定パターンとを指示することにより、可変クロックの挿入位置を定めるために必要な設定値を導き出す、という機能を備えるようにする。
次に示す第2の実施形態は、設定パターンを指示することにより、可変クロックの挿入位置を設定可能とした例を示す。
図13は、本実施形態の位相データ信号生成回路の構成例を示す図である。
図13に示す位相データ信号生成回路91は、図11に示す位相データ信号生成回路に加えて、右寄せ左寄せ設定信号が入力される構成をなす。
補正クロック間隔設定回路911は、各エリアの補正挿入数を定める可変クロック数設定値と補正エリア設定信号に加え、右寄せ左寄せ設定信号が入力され、これらの入力に応じたクロック間隔設定データを生成する。このとき、右寄せ左寄せ設定信号は、それぞれ可変クロックの挿入位置を定めるための設定パターンを選択する。なお、選択可能な設定パターンには、図12の例に示される、等間隔に可変クロックの挿入位置を配置する設定パターンを選択可能な基本パターンとして有し、右寄せ左寄せ設定信号の指示がない場合には、等間隔の配置パターンを選択するようにしても良い。
補正クロック間隔設定回路911は、補正エリアの補正挿入数と選択された設定パターンに基づいて、クロック間隔設定データを生成する。以降の位相データ信号を生成する位相データ信号生成回路91の処理は、上述の第1の実施形態におけると同様である。
可変クロックの挿入位置を配置する設定をした図12の説明と同様に、設定対象のエリアを[nエリア]とし、隣接するエリアのうち前側を[n‐1エリア]、隣接するエリアのうち後ろ側を[n+1エリア]としている。
本実施形態では、[nエリア]の可変クロック設定数を12とし、[n−1エリア]と[n+1エリア]の可変クロック設定数を0としている。ここで左寄せパターンを設定しているので、可変クロック挿入位置は、[nエリア]の左半分に配置される。この場合、[nエリア]の中心から左側と右側で傾きが異なり、左側が補正を必要とするエリアとなっている。このような設定パターンを選択することによって、エリアの分割数を2倍にしたのと同様な効果が得られる。
このように、図11に示す位相データ信号生成回路に加えて、クロック間隔設定パターンを右寄せまたは左寄せで設定可能としたので、より高精度な画素の位置ずれ補正が可能となる。
図15は、本実施形態の位相データ信号生成回路の構成例を示す図である。
図15に示す位相データ信号生成回路91は、図11に示す位相データ信号生成回路に加えて、重心設定信号が入力される構成をなす。
補正クロック間隔設定回路911は、各エリアの補正挿入数を定める可変クロック数設定値と補正エリア設定信号に加え、重心設定信号が入力され、これらの入力に応じ、クロック間隔設定データを生成する。このとき、重心設定信号は、補正クロック間隔に偏りをもたせた可変クロックの挿入位置を定めるための設定パターンを選択する。なお、選択可能な設定パターンには、図12の例に示される、等間隔に可変クロックの挿入位置を配置する設定パターンを選択可能な基本パターンとして有し、重心設定信号の指示がない場合には、等間隔の配置パターンを選択するようにしても良い。
補正クロック間隔設定回路911は、補正エリアの補正挿入数と選択された設定パターンに基づいて、クロック間隔設定データを生成する。以降の位相データ信号を生成する位相データ信号生成回路91の処理は、上述の第1の実施形態におけると同様である。
可変クロックの挿入位置を配置する設定をした図12の説明と同様に、設定対象のエリアを[nエリア]とし、隣接するエリアのうち前側を[n‐1エリア]、隣接するエリアのうち後ろ側を[n+1エリア]としている。
本実施形態では、[nエリア]の可変クロック設定数を12とし、[n−1エリア]と[n+1エリア]の可変クロック設定数を0としている。左重心パターンを設定しているので、[nエリア]内で[n−1エリア]近いほど多くの可変クロックが配置される。この場合、[nエリア]内で[n−1エリア]近いほど傾きが大きく、[n+1エリア]近いほど傾きが小さくなっている。このような設定パターンを選択することによって、走査エリアの分割数を細分化したのと同様な効果が得られる。
このように、図11に示す位相データ信号生成回路に加えて、補正クロック間隔に偏りをもたせた設定を可能としたので、より高精度な画素の位置ずれ補正が可能となる。
図17は、第4の実施形態に係わる画素クロック生成回路部の構成を示すブロック図である。図17に示す位相データ信号生成回路91は、図9に示す同回路に補正パターン設定信号入力を追加した構成を示す図である。
また、図18は、本実施形態の位相データ信号生成回路91の構成例を示す図である。図18に示す位相データ信号生成回路91は、図11に示す位相データ信号生成回路91の補正クロック間隔設定回路911に補正パターン選択回路911sを追加した構成をなす。
補正パターン選択回路911sでは、上記第1乃至3の実施形態に示したような等間隔パターン、左寄せパターン、右寄せパターン、左重心パターン、右重心パターンなどの複数種の補正パターンを用意し、これら複数種のパターンの中から、補正パターン設定信号に応じて1のパターンを選択可能とする。さらに設定パターンとして、エリアの中心に補正クロックを多く配置するパターンや、エリアの外側に補正クロックを多く配置するパターンを選択可能としても良い。
このように、複数種の補正クロック間隔設定パターンから適応するパターンを選択可能とすることにより、多様なケースに対応して、画素の位置ずれ補正が可能となる。
本実施形態では、補正パターン設定の対象となるエリアの前後のエリアにおける可変クロック数設定値入力に基づいて、補正パターンを選択するようにし、エリアの境界で滑らかな特性を得ることを可能にする。
図19は、第5の実施形態における位相データ信号生成回路91の構成例を示す図である。図19に示す位相データ信号生成回路91は、図18に示す同回路の補正パターン設定信号に前後エリアの可変クロック数設定値を置き換えた構成を示す図である。
補正パターン選択回路911sは、対象エリアの可変クロック数設定値と、前後エリアの可変クロック数設定値の組み合わせに適した補正パターンが予め記憶されている補正パターン選択テーブルを持ち、入力された可変クロック数設定値の組み合わせによりパターン選択テーブルを参照することにより、設定すべき補正パターンを決定し、上記第1乃至3の実施形態に示したような等間隔パターン、左寄せパターン、右寄せパターン、左重心パターン、右重心パターンなどの複数種の補正パターンの中から決定されたパターンを選択する。さらに、選択対象となる補正パターンとして、エリアの中心に補正クロックを多く配置するパターンや、エリアの外側に補正クロックを多く配置するパターンを用いても良い。
このように、前後エリアの可変クロック数設定値を参照し、最適な補正クロック間隔設定パターンを選択可能とすることにより、多様なケースに対応して、画素の位置ずれ補正が可能となる。
設定された可変クロック数が、[n−1エリア]>[nエリア]>[n+1エリア]の関係になっている場合、[n−1エリア]では、[nエリア]より像高の傾きが大きく、また、[n+1エリア]では[nエリア]より像高の傾きが小さくなる傾向となる。このとき、補正パターンとして、左重心パターンを設定することにより、可変クロック挿入位置は、[nエリア]内で[n−1エリア]近いほど多くの可変クロックが配置されるので、[nエリア]内で[n−1エリア]近いほど傾きを大きく、[n+1エリア]近いほど傾きを小さくすることが可能となる。
このように、設定された可変クロック数が、[n-1エリア]>[nエリア]>[n+1エリア]の関係となっている場合、左重心パターンを設定することにより、エリアの前後の境界でより滑らかな補正を実施することが可能となる。
設定された可変クロック数が、[n−1エリア]=[nエリア]=[n+1エリア]の関係になっている場合、各エリアの像高の傾きが等しくなる。このとき、補正パターンとして、等間隔パターンを設定することにより、可変クロック挿入位置は、[nエリア]内で等間隔で可変クロックが配置されるので、[nエリア]内で傾き一定となる。
このように、設定された可変クロック数が、[n−1エリア]=[nエリア]=[n+1エリア]の関係となっている場合、等間隔パターンを設定することにより、エリアの前後の境界でより滑らかな補正を実施することが可能となる。また、各エリア内の可変クロック設定値が大きく、これに対して各エリアの設定値の差が小さく、設定された可変クロック数が、[n−1エリア]≒[nエリア]≒[n+1エリア]とみなせる場合には、等間隔パターンを設定する構成としても良い。
設定された可変クロック数が、[n−1エリア]<[nエリア]<[n+1エリア]の関係になっている場合、[n−1エリア]では、[nエリア]より像高の傾きが小さく、また、[n+1エリア]では[nエリア]より像高の傾きが大きくなる傾向となる。このとき、補正パターンとして、右重心パターンを設定することにより、可変クロック挿入位置は、[nエリア]内で[n+1エリア]近いほど多くの可変クロックが配置されるので、[nエリア]内で[n+1エリア]近いほど傾きを大きく、[n−1エリア]近いほど傾きを小さくすることが可能となる。
このように、設定された可変クロック数が、[n−1エリア]<[nエリア]<[n+1エリア]の関係となっている場合、右重心パターンを設定することにより、エリアの前後の境界でより滑らかな補正を実施することが可能となる。
図20乃至22では、隣接するエリアのみを参照する場合の設定例を示したが、[n−1エリア]や[n+1エリア]だけではなく、前後2エリアや前後3エリアを参照し、これに応じた補正パターン選択テーブルを用意し、補正パターンを決定する構成としても良い。
60・・書込制御部、 61・・同期センサ、
62・・LD駆動部、 63・・LD(レーザダイオード)、
67・・ポリゴンミラー、 80・・画素クロック生成回路、
90・・補正エリア設定信号生成回路、
91・・位相データ信号生成回路、 100・・複写機本体、
200・・給紙テーブル、 300・・スキャナ、
400・・原稿自動搬送装置(ADF)。
Claims (5)
- 発光源と、発光源から出力される光を像担持体へ走査ビームとして投射する光ビーム走査手段と、画像データに基づいて前記発光源の点灯を制御し、点灯の際に基準点灯タイミングからのシフト量を指示する位相データにより画素クロックを可変して点灯タイミングを調整可能にする点灯制御手段を有する画像形成装置であって、前記点灯制御手段は、点灯タイミングを調整可能にする手段として、光ビームによる走査領域を複数のエリアに分割する手段と、分割エリア毎に画素クロックの可変数を設定する手段と、分割エリア内における可変画素クロック間の切換間隔を設定する画素クロック切換間隔設定手段を備え、かつ前記画素クロック切換間隔設定手段が、分割エリア全域にわたり切換間隔を等間隔に配置する設定パターン、分割エリアの右半分又は左半分の範囲のみで切換え、かつ切換間隔を等間隔に配置する設定パターン及び切換間隔に偏りをもたせて配置する設定パターンの中の少なくとも2種類のパターンを有し、ここから選択された1つの設定パターンの指示に従い、可変画素クロック間の切換間隔を設定することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項1に記載された画像形成装置において、前記画素クロック切換間隔設定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数に基づいて、複数パターンから選択する1の設定パターンを決定する設定パターン決定手段を有することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2に記載された画像形成装置において、前記設定パターン決定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数について、「前分割エリアの設定値」>「設定対象分割エリアの設定値」>「後分割エリアの設定値」、の成立を条件に、設定対象の分割エリア内で前分割エリアに近い側に画素クロックの可変数を多く配置するパターンを設定パターンとして決定することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2に記載された画像形成装置において、前記設定パターン決定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数について、「前分割エリアの設定値」≒「設定対象分割エリアの設定値」≒「後分割エリアの設定値」、の成立を条件に、設定対象の分割エリア内で切換間隔を等間隔に配置するパターンを設定パターンとして決定することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2に記載された画像形成装置において、前記設定パターン決定手段は、設定対象の分割エリアと該分割エリア周囲の分割エリアにそれぞれ設定された画素クロックの可変数について、「前分割エリアの設定値」<「設定対象分割エリアの設定値」<「後分割エリアの設定値」、の成立を条件に、設定対象の分割エリア内で後分割エリアに近い側に画素クロックの可変数を多く配置するパターンを設定パターンとして決定することを特徴とする画像形成装置。
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