JP5173389B2 - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に画像形成装置に関し、とりわけ、マルチビーム方式で潜像を形成する画像処理装置に関する。

ディジタル複合複写機の省スペース性は、特に、ローエンド製品においてより重視される傾向にある。省スペース性を実現するための光学系の方式として、従来、斜入射方式が知られている。

図１１は、斜入射方式の一例を示す側面図である。図１１によれば、潜像を形成するためのビームを出力する発光素子１１０１、潜像を保持する感光ドラム１１０３及びビームを走査するためのポリゴンミラー１１０２が、高さ方向において、それぞれ異なる位置に配置されている。発光素子１１０１から出力されたビームは、ポリゴンミラー１１０２の側面に設けられた鏡面（走査平面）に対して斜入射する。なお、１１０２’は、ポリゴンミラー１１０２の上面を示している。

斜入射方式によれば、鏡面の中央と端とでは、ポリゴンミラー１１０２の中心位置（回転軸）からの距離が異なっている（距離ａ、ｂ）。この距離の違いが、感光ドラム１１０３に照射されるビームの位置を高さ方向で変動させる。

図１２は、斜入射方式における感光ドラム１１０３上に形成される実際の走査線と、理想的な走査線との違いを説明するための図である。実線１２０１により示された曲線が実際の走査線である。破線１２０２により示された直線が、理想的な走査線である。斜入射方式においては、このように走査線が湾曲してしまう。

この湾曲化を緩和するためには、ビーム経路上に補正レンズを配置すればよい。補正レンズは、走査位置に応じて、高さ方向への屈折率が異なるように成形されている。この補正レンズにより、湾曲化がある程度緩和され、高画質化が達成される。

しかし、湾曲化を効果的に緩和するためには、補正レンズの加工精度を確保したり、光学系を所望の状態に調整したりする必要がある。これは、製造時間の長時間化と、製造コストの上昇を招くため、ローエンド製品には向いていないだろう。

ところで、ポリゴンミラー１１０２の回転軸に対してビームを垂直に入射させる垂直入射方式においても、斜入射方式と同様の変動が発生し得る。理想的な垂直方式では、ポリゴンミラー１１０２の回転平面内にビームの軌跡が存在する。

図１３Ａ，Ｂは、回転軸に有意なずれのない理想的な光学系と、回転軸に有意なずれのある実際の光学系との一例を示す図である。図１３Ａには、理想的な光学系が示されている。回転軸がずれていないため、ポリゴンミラー１１０２の回転によって回転軸から鏡面の反射位置までの距離が変化したとしても、感光ドラム１１０３上におけるビームの照射位置の高さは一定に保持される。一方で、図１３Ｂには、取り付け誤差によって、回転軸がずれて配置されている様子が示されている。そのため、ポリゴンミラー１１０２の回転によって回転軸から鏡面の反射位置までの距離が変化し、それに連動して照射位置の高さもずれてしまう。このようなずれは、画質を低下させるため好ましくない。特に、ハイエンドの機種においては、こうした回転軸の取り付け誤差も無視できない問題となる。

図１４は、ラインの乗り換えによって湾曲を補正する方法の一例を示す図である。ここでは、図１４を用いて、従来提案されている補正方法（特許文献１〜４）について説明する。図１４において、破線は、理想的な走査軌跡Ｌ０を示している。それぞれ実線は、理想的な走査軌跡に対して±０．５ライン以内を通過する実際の走査軌跡Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３をしている。

走査軌跡の両端に着目してみると、３つの走査軌跡Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のうち、Ｌ１が最も理想的な走査軌跡Ｌ０に近い。走査軌跡の中央部に位置する走査領域では、Ｌ３が最も理想的な走査軌跡Ｌ０に近い。なお、端部と中央部との間に位置する領域では、Ｌ２が最も理想的な走査軌跡Ｌ０に近い。よって、理想的な直線を実現するためには、走査領域に応じて、Ｌ１＝＞Ｌ２＝＞Ｌ３＝＞Ｌ２＝＞Ｌ１と順に、副走査方向において異なるラインに乗り換えれば、ほぼ理想的な直線を実現できる。このように、１つの走査周期を複数の領域に分割し、領域ごとに実際の走査線を選択して所望の画像を形成することをラインの乗り換えと呼ぶことにする。また、領域と領域との区切りを乗り換え点と呼ぶことにする。
特開平０２−０５０１７６号公報 特開２００３−１８２１４６号公報 特開２００３−２７６２３５号公報 特開２００５−３０４０１１号公報

上述したラインの乗り換えは、例えば、複数の発光素子を面上に配置したＶＣＳＥＬなどの光源により実現可能である。ＶＣＳＥＬとは、垂直共振器面発光レーザーのことである。

図１５は、ＶＣＳＥＬの素子配置例を示す図である。このＶＣＳＥＬは、１６個の素子を備えており、一度に４ラインを走査できる。また、１ラインにつき、４個の素子が割り当てられている。この４個の発光素子を、走査中に切り替えながら発光することで副走査方向の位置調整をする。

例えば、素子Ａ１は、図１４に示した走査軌跡Ｌ１に対応している。同様に、素子Ａ２は走査軌跡Ｌ２に対応しており、素子Ａ３は走査軌跡Ｌ３に対応している。素子Ａ４は走査軌跡Ｌ３よりも下方に位置する走査軌跡（図示略）に対応している。

上述したように、ラインを乗り換える（発光素子を切り替える）ことで、略直線を感光ドラム上に描くことが可能となる。しかし、ラインを乗り換えることで新たな課題が生じうる。とりわけ、発光素子を切り替えるタイミングが不適切であると、画像濃度の階調性が損なわれたり、スジ状の濃度ムラが発生したりする可能性があることがわかった。

図１６は、切り替えタイミングにおいてレーザーが発光している場合のドラム電位と、発光すべきレーザーを切り替えない場合のドラム電位とを比較するための図である。図１６において、１段目は、切り替えない場合のレーザー発光パターンとそれに対応するドラム電位を示している。２段目および３段目は、レーザーを切り替える場合のレーザー発光パターンとそれに対応するドラム電位を示している。とりわけ、２段目は、発光素子Ａ１の発光パターンを示し、３段目は、発光素子Ａ２の発光パターンを示している。

切り替えない場合と切り替える場合とを比較すると、後者は、立ち上がり特性の分だけ、発光時間をロスしていることがわかる。切り替え位置の右と左とでドラム電位を示す波形パルスが分割されてしまうため、階調性への悪影響がある。さらに、切り替え位置において走査方向と直行する方向に連続した濃度の変動が生じれば、波形パルスの分割はスジ状のムラとして視覚的に検知されやすくなってしまう。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。本発明は、例えば、精度や、調整工程の簡略化などでメリットをもたらし、かつ、スジ状のムラなどの発生しない階調性の良い画質を得られにようにすることを目的とする。

本発明の画像形成装置は、例えば、像担持体、主走査手段、副走査手段、照射位置調節手段および濃度ムラ緩和手段を含む。像担持体は、発光素子の照射光により形成された静電潜像を担持する。主走査手段は、像担持体の主走査方向に照射光を走査する。副走査手段は、像担持体の受光面を副走査方向に移動させる。照射位置調節手段は、副走査方向における照射光の照射位置が誤差範囲内に収まるよう、発光すべき発光素子を１走査周期中に切り替えることで照射位置を調節する。濃度ムラ緩和手段は、画像データの濃度情報に応じて発光素子の切り替えタイミングを修正することで、切り替えタイミングの前後において像担持体上に形成される画像の濃度ムラを緩和する。

本発明により、例えば、精度や、調整工程の簡略化などでメリットをもたらし、かつ、スジ状のムラなどの発生しない階調性の良い画質を得られにようになる。

以下に本発明の一実施形態を示す。もちろん以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

［実施形態１］
図１は、実施形態に係る複数の色を重ね合わせて多色画像を形成する画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置は、４つの感光体をタンデムに配した４ドラム系のカラー複写機を示している。なお、画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンター、複合機、ファクシミリとして実現されてもよい。また、色の数は２以上であればよい。よって、感光体も２以上であればよい。以下では、このカラー複写機１００を構成するカラー画像読み取り装置（以下「カラースキャナー」という。）１及びカラー画像記録装置（以下「カラープリンター」という。）２の概略について説明する。

カラースキャナー１は、照明ランプ１４、ミラー群１５Ａ、Ｂ、Ｃ、及びレンズ１６を介してカラーセンサー１７に原稿１３の画像を結像させる。さらに、カラースキャナー１は、原稿のカラー画像情報を、例えばブルー（以下Ｂという）、グリーン（以下Ｇという）、レッド（以下Ｒという）の色分解光ごとに読み取り、電気的な画像信号に変換する。カラースキャナー１は、Ｂ、Ｇ、Ｒの各画像信号の強度レベルをもとにして、色変換処理を行う。これにより、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラー画像データが得られる。


次に、カラープリンター２について説明する。各色のトナーに対し１つずつ、書き込み光学ユニット２８Ｍ（マゼンタ用）、２８Ｙ（イエロー用）、２８Ｃ（シアン用）、２８Ｋ（ブラック用）が設けられている。なお、参照番号に付されたサフィックス、ＭＹＣＫは、トナーの色を示している。これらの書き込み光学ユニットは、像担持体の主走査方向に照射光を走査する主走査手段の一例である。書き込み光学ユニットは、露光装置やスキャナ装置と呼ばれることもある。

書き込み光学ユニットは、カラースキャナー１からのカラー画像データを光信号に変換して、光書き込みを行う。これにより、各色ごとに設けられた感光体２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｋに静電潜像が形成される。これらの感光体は、発光素子の照射光により形成された静電潜像を担持する像担持体の一例である。なお、感光体は、潜像の形成中に自ら回転することで照射光を副走査方向に操作する。よって、感光体は、像担持体の受光面を副走査方向に移動させる副走査手段の一例である。

これら感光体２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃ、２１Ｋは、矢印が示すように反時計回転する。感光体の周辺には、感光体を一様に帯電させるための帯電器２７Ｍ、２７Ｙ、２７Ｃ、２７Ｋが設けられている。また、現像剤（例：トナー）を用いて静電潜像を現像するための、Ｍ現像器２１３Ｍ、Ｃ現像器２１３Ｃ、Ｙ現像器２１３Ｙ、Ｂｋ現像器２１３Ｋも配置されている。また、中間転写体としての中間転写ベルト２２は、駆動ローラ２２０と、従動ローラ２１９、２３７に張架されている。なお、各感光体に対向するように、第１の転写手段である第１転写バイアスブレード２１７Ｍ、２１７Ｙ、２１７Ｃ、２１７Ｋも設けられている。

第２転写バイアスローラ２２１は、従動ローラ２１９に対向する位置に配置されている。第２転写バイアスローラ２２１は、不図示の離接機構により、中間転写ベルト２２に対して離間したり、接したりする。

カラープリンター２において、まずマゼンタから画像形成が開始される。その後、中間転写ベルト２２の回転速度に対し、感光体２１Ｍと感光体２１Ｃとの離間距離に対応して遅れたタイミングでシアンの画像形成が開始される。次に中間転写ベルト２２の回転速度に対し、感光体２１Ｃと感光体２１ＣＹとの離間距離に対応して遅れたタイミングでイエローの画像形成が開始される。最後に、中間転写ベルト２２の回転速度に対し、感光体２１Ｙと感光体２１Ｋの位置との離間距離に対応して遅れたタイミングでブラックの画像形成が開始される。このように、中間転写ベルト２２上には、各色の現像剤像が重ね合わされ多色画像が形成される。この多色画像は、従動ローラ２１９と第２転写バイアスローラ２２１とによって形成される２次転写位置において、搬送ローラ２２８、２２７、２２６、２２５によって搬送されてきた記録材に転写される。その後、定着装置２５において、記録材は、その表面にカラー画像が定着処理される。なお、記録材は、例えば、記録媒体、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。

図２Ａは、実施形態に係る書き込み光学ユニットの概略断面図である。図２Ｂは、実施形態に係る書き込み光学ユニットの概略平面図である。発光素子アレー２８１は、４つの発光素子を備え、同時に４つのビーム（レーザー光）を照射できる。発光素子アレー２８１は、画像を形成するためのＭ個の発光素子を持つ発光素子ユニットの一例である。

各ビームは、レンズ２８２を介して、回転するポリゴンミラー２８３の鏡面に照射される。ポリゴンミラー２８３は、ポリゴンモータによって回転駆動される。ポリゴンミラー２８３が１回転すると、感光体上を６回走査できる。これは、ポリゴンミラー２８３が６つの鏡面を備えているからである。ポリゴンミラー２８３により偏向されたビームは、まず、ＢＤ素子２８６により検知される。ＢＤはビームディテクト（ビーム検知）の略である。ＢＤ素子２８６から出力されるＢＤ信号が、各主走査ごとの露光開始のトリガーとなる。すなわち、対応する４つのラインに含まれる画素のデータが順次読み出され、４つの発光素子にそれぞれ印加される。ｆθレンズ２８４により、感光体上におけるビームの走査速度が一定となるように走査速度が補正される。その後、ビームは、平面ミラー２８５により偏向され、感光体を露光及び走査する。

図３は、実施形態に係る制御系及び画像処理系についての例示的なブロック図である。読取系画像処理部３０１は、カラースキャナー１から出力される画像信号に対して、例えば、シェーディング補正などの画像処理を適用して、中央画像処理部３０５に渡す。中央画像処理部３０５は、画像メモリ３０４に画像信号を格納し、感光体間の距離を反映した適切なタイミングで出力系画像処理部３０６ないし３０９に画像信号を渡す。

出力系画像処理部３０６は、イエロー（Ｙ）用の画像処理部である。出力系画像処理部３０７は、マゼンタ（Ｍ）用の画像処理部である。出力系画像処理部３０８は、シアン（Ｃ）用の画像処理部である。出力系画像処理部３０９は、ブラック（Ｋ）用の画像処理部である。出力系画像処理部３０６〜３０９は、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に応じた補正処理や補間処理を実行する。ライン変換部３１３は、入力された画像の濃度データをレーザーを駆動するための画像データ（ＰＷＭデータ）に変換し、同時に走査する発光素子（ライン）の数に応じて画像データを分配する。例えば、図１５で示したような発光素子ユニットを使用するのであれば、ライン数は４本である。副走査補正部３１６〜３１９は、入力された画像データについての副走査方向におけるレーザー光の照射位置を調節し、副走査方向における照射光の照射位置が誤差範囲内に収める。これにより、走査軌跡の曲がりが補正する。よって、副走査補正部３１６〜３１９は、発光すべき発光素子を１走査周期中に切り替えることで、照射位置を調節する照射位置調節手段の一例である。

さらに、副走査補正部３１６〜３１９は、形成すべき画像の濃度情報に応じて、発光素子の切り替えタイミングを修正する。これにより、切り替えタイミングの前後において像担持体上に生じうる濃度ムラを緩和される。よって、副走査補正部３１６〜３１９は、濃度ムラ緩和手段の一例である。

中央画像処理部３０５は、電話回線、ネットワークなどに接続された外部インターフェース３０３を介して、データを送受信する。受信したデータがＰＤＬ（ページ記述言語）により記述されたデータであれば、ＰＤＬ処理部３０２が画像情報に展開する。

図４は、実施形態に係る副走査補正部の一例を示したブロック図である。副走査補正部３１６は、ライン変換部３１３から出力された画像データ（濃度情報）、同期信号及びクロック信号が入力される。カウンタ４０１は、主走査方向の位置（主走査位置）をカウントして、副走査位置制御部４０２にカウンタ値を渡す。

副走査位置制御部４０２は、例えば、テーブル４０３から読み出した初期の切り替えタイミングにカウンタ値が一致すると切り替え信号を緩和部４０４に出力する。テーブル４０３には、デフォルトの切り替えタイミング（主走査位置）と、切り替え後の発光素子の識別番号とが対応付けて記憶されている。発光すべき発光素子を１走査周期中に切り替えることで副走査方向における照射光の照射位置が誤差範囲内に収まるよう、デフォルトの切り替えタイミングと切り替え後の発光素子の識別番号とが予め決定されテーブルに保持されている。副走査位置制御部４０２は、照射位置を調節する照射位置調節手段の一例である。

緩和部４０４は、形成すべき画像の濃度情報に応じて切り替えタイミングを修正することで、切り替えタイミングの前後において像担持体上に生じうる濃度ムラを緩和する濃度ムラ緩和手段の一例である。セレクタ４０５は、緩和部４０４において修正された切り替えタイミングに同期して、発光すべき発光素子を選択し、選択した発光素子に駆動信号（ＰＷＭデータ）を送出する。

照射期間決定部４０６は、濃度情報から照射光の照射期間を決定する。照射期間と非照射期間とによって発光パターンが形成される。照射期間決定部４０６は、濃度情報により算出した照射期間を、切り替え前の発光素子である第１発光素子の第１照射期間と切り替え後の発光素子である第２発光素子の第２照射期間とに分割する。例えば、切り替え信号を境界として、照射期間が前半と後半とに分割される（図１６）。

比較部４０７は、第１照射期間（前半）の長さと第２照射期間（後半）の長さとを比較する。緩和部４０４は、比較結果に応じて、第１照射期間と第２照射期間の一方が長くなるよう切り替えタイミングをずらす。例えば、緩和部４０４は、照射期間の開始時期まで切り替えタイミングをずらすことで、第２照射期間を相対的に長くしてもよい。あるいは、緩和部４０４は、照射期間の終了時期まで切り替えタイミングをずらすことで、第１照射期間を相対的に長くしてもよい。究極的に、緩和部４０４は、第１照射期間と第２照射期間とのうち一方の長さが略ゼロとなるよう他方の長さを長くしてもよい。これは、照射期間の分割に伴う濃度ムラを削減する上では好ましいだろう。

図５は、実施形態に係る切り替えタイミングの修正例を示す図である。切り替えタイミングを修正する前の発光パターン５０１と、切り替えタイミングを修正した後の発光パターン５０２とが示されている。発光パターンは、画像データ濃度情報によって決定される。

例えば、比較部４０７は、副走査位置制御部４０２によって決定された初期の切り替えタイミングから１つの照射期間の終了時期までの長さＴ２と開始時期までの長さＴ１とを比較する。緩和部４０４は、終了時期までの長さＴ２が開始時期までの長さＴ１よりも短ければ、切り替えタイミングを終了時期へずらす（図５）。なお、図５の例とは逆で、開始時期までの長さＴ１が終了時期までの長さＴ２よりも短ければ、緩和部４０４は、切り替えタイミングを開始時期へずらすことが好ましい。

このように、初期の切り替えタイミングによって照射期間を分割することで得られた前半と後半とのうち一方を長くすることで濃度ムラが生じないようになる。特に、一方の長さを他方の長さに対して十分に短く（最小でゼロ）にすれば、照射期間の分割を回避できるため、分割に起因した濃度ムラは減少する。さらに、ずらし量が少ない方向に切り替えタイミングをずらすことで、副走査方向における照射位置の補正効果も維持しやすくなろう。

なお、濃度情報によって定まる照射期間の長さは基本的に固定長なので、前半を長くすれば、後半が短くなり、後半を長くすれば、前半が短くなる。また、照射期間内に切り替えタイミングが到来するときには、切り替えタイミングの修正が必要であるが、非照射期間内（照射期間外）に切り替えタイミングが到来するときには、切り替えタイミングの修正は不要である。なぜなら、濃度ムラの問題が生じないからである。

図６は、実施形態に係る切り替えタイミングの修正例を示す図である。切り替えタイミングを修正する前の発光パターン６０１と、切り替えタイミングを修正した後の発光パターン６０２とが示されている。発光パターンは、画像データ濃度情報によって決定される。

例えば、比較部４０７は、初期の切り替えタイミングから照射期間の中央までの長さＴ３と、初期の切り替えタイミングから終了時期までの長さＴ２とを比較してもよい。そして、初期の切り替えタイミングが中央により近ければ、緩和部４０４は、切り替えタイミングを中央に移動させる（図６）。一方、初期の切り替えタイミングが中央よりも終了時期に近ければ、緩和部４０４は、切り替えタイミングを終了時期に移動させる。このように、中央へのずらし量が相対的に短ければ、切り替えタイミングを中央へずらすことで、前半の長さと後半の長さとが実質的に同一となり、濃度ムラが目立ちにくくなる。また、ずらし量も相対的に少なくなるため、副走査方向における照射位置の補正効果も維持しやすくなろう。

なお、比較部４０７は、初期の切り替えタイミングから中央までの長さＴ３と、初期の切り替えタイミングから開始時期までの長さＴ１とを比較してもよい。そして、初期の切り替えタイミングが中央よりも開始時期に近ければ、緩和部４０４は、切り替えタイミングを開始時期に移動させる。一方、初期の切り替えタイミングが中央により近ければ、緩和部４０４は、切り替えタイミングを中央に移動させる。なお、Ｔ１〜Ｔ３のうち、最も短いものを決定し、それに対応する維持に切り替えタイミングを移動しても良い。例えば、Ｔ３が最短であれば、緩和部４０４は、切り替えたミングを中央に移動する。

なお、中央に移動させることで、前半と後半との長さが略同一になるが、緩和部４０４は、前半と後半との長さの差が所定範囲内に収まるよういずれか一方を長くすることになる。所定範囲内は、濃度ムラが目立ちにくさによって決定される差であり、例えば、画像形成装置が要求される画質に応じて決定される。

図７は、実施形態に係る副走査補正部の他の一例を示したブロック図である。一般に、切り替えタイミングのずらし量が大きくなりすぎると、本来の副走査方向における照射位置の補正効果が得られにくくなる可能性がある。よって、ずらし量が補正効果の得られる臨界量以上であれば、切り替えタイミングの修正を禁止することが望ましいだろう。

判定部７０１は、切り替えタイミングのずらし量が所定量以上か否かを判定する。所定量は、例えば、ずらし量が補正効果の得られる臨界量である。制御部７０２は、ずらし量が所定量以上でなければ、切り替えタイミングの調整を実行させる。一方、ずらし量が所定量以上であれば、制御部７０２は、切り替えタイミングの調整を禁止する。これによって、副走査方向の照射位置の補正効果と濃度ムラの低減効果とを両立させることが可能となろう。

図８は、実施形態に係る副走査補正部の一例を示したブロック図である。すでに説明した箇所には同一の参照符号を付与している。副走査位置制御部４０２は、切り替えタイミングを記憶したテーブル４０３から最初の切り替えタイミングと、どの発光素子を選択して切り替えるかを示すセレクト値を読み出す。例えば、副走査位置制御部４０２は、カウンタ値が現在の切り替えタイミングに到達する前に、テーブル４０３から次の切り替えタイミングと次のセレクタ値を読み出す。そして、副走査位置制御部４０２は、切り替えタイミングを示す切り替え信号とセレクト値を示すセレクト信号をパターンマッチング部８０１へ出力する。

ディレー部８０２は、画像データを所定時間だけ遅延させてセレクタ４０５へ出力する。セレクタ４０５は、パターンマッチング部８０１から出力されるセレクト信号に従って発光すべき発光素子を切り替える。すなわち、セレクタ４０５は、セレクト信号により指定された発光素子にのみ画像データ（ＰＷＭデータ）を出力する。

パターンマッチング部８０１は、ライン変換部３１３から入力された画像データと、副走査位置制御部４０２から入力された切り替え信号とについて、特定のパターンを検知するためのパターンマッチングを実行する。シフトレジスタ８０３は、検知対象のパターンを格納している。

図９、図１０は、検知対象パターンの一例を示す図である。図９におけるＤ０〜Ｄ３、図１０におけるＶ０〜Ｖ３は、シフトレジスタ８０３から出力される値を示している。なお、これらの添字の値（０〜３）は、クロックディレーを示している。図９、図１０において列の左に付与されているＤＡ〜ＤＰと、ＶＡ〜ＶＥは、各検知対象パターン名を区別するためのパターン名である、
とりわけ図９は、画像データに対する検知対象パターンを示している。１は、階調データが白でない場合（濃度が０でない場合）を示す。０は、階調データが白である場合（濃度＞０）を示す。

図１０は、切り替え信号に対する検知対象パターンを示している。例えば、１は、切り替え発生を意味し、０は切り替えないことを意味する。副走査補正の頻度から切り替え信号は４クロック以上の間隔が空く。そのため、検知対象パターンとしては、ＶＡ〜ＶＥといった５つのパターンのみが存在する。

パターンマッチング部８０１は、Ｄ１とＤ２の間に発生する切り替えタイミングを補正する。対応する切り替えタイミング信号は、パターンＶＤに該当する。タイミング調整は、１クロック前または１クロック後へ初期の切り替えタイミングをずらすことで実現される。

例えば、検知対象パターンがＶＤ ＆ ＤＧ、または、ＶＤ ＆ ＤＨの場合、パターンマッチング部８０１は、通常より１クロック遅らせて切り替え信号をセレクタ４０５へ出力する。検知パターンがＶＤ ＆ ＤＯの場合、パターンマッチング部８０１は、切り替え信号を通常より１クロック早めてセレクタ４０５へ出力する。

ディレー部８０２は、パターンマッチング部８０１に起因する遅延を調整するために設けられている。セレクタ４０５は、パターンマッチング部８０１からのセレクト信号にしたがって４つある発光素子から１つを選択する。さらに、セレクタ４０５は、切り替え信号にしたがってリアルタイムで発光すべき発光素子を切り替える。

なお、出力系画像処理部３０７〜３０９も、出力系画像処理部３０６と同様の構成を有し、同様に動作する。また、副走査補正部３１６〜３１９も、副走査補正部３１６と同様の構成を有し、同様に動作する。

このように、パターマッチングを利用して切り替えたミングを修正することで、精度や、調整工程の簡略化などでメリットをもたらし、かつ、スジ状のムラなどの発生しない階調性の良い画質が得られにようになる。

実施形態に係る複数の色を重ね合わせて多色画像を形成する画像形成装置の概略断面図である。 実施形態に係る書き込み光学ユニットの概略断面図である。 実施形態に係る書き込み光学ユニットの概略平面図である 実施形態に係る制御系及び画像処理系についての例示的なブロック図である。 実施形態に係る副走査補正部の一例を示したブロック図である。 実施形態に係る切り替えタイミングの修正例を示す図である。 実施形態に係る切り替えタイミングの修正例を示す図である。 実施形態に係る副走査補正部の他の一例を示したブロック図である。 実施形態に係る副走査補正部の一例を示したブロック図である。 検知対象パターンの一例を示す図である。 検知対象パターンの一例を示す図である。 斜入射方式の一例を示す側面図である。 斜入射方式における感光ドラム１１０３上に形成される実際の走査線と、理想的な走査線との違いを説明するための図である。 回転軸に有意なずれのない理想的な光学系と、回転軸に有意なずれのある実際の光学系との一例を示す図である。 回転軸に有意なずれのない理想的な光学系と、回転軸に有意なずれのある実際の光学系との一例を示す図である。 ラインの乗り換えによって湾曲を補正する方法の一例を示す図である。 ＶＣＳＥＬの素子配置例を示す図である。 切り替えタイミングにおいてレーザーが発光している場合のドラム電位と、発光すべきレーザーを切り替えない場合のドラム電位とを比較するための図である。

Claims (12)

1. 画像データに応じた光を照射して画像を形成する複数の発光素子を持つ発光素子ユニットと、
   前記発光素子の照射光により形成された静電潜像を担持する像担持体と、
   前記像担持体の主走査方向に前記照射光を走査する主走査手段と、
   前記像担持体の受光面を副走査方向に移動させる副走査手段と、
   前記副走査方向における前記照射光の照射位置が誤差範囲内に収まるよう発光すべき発光素子を１走査周期中に切り替えることで前記照射位置を調節する照射位置調節手段と、
   前記画像データの濃度情報に応じて前記発光素子の切り替えタイミングを修正することで、該切り替えタイミングの前後において前記像担持体上に形成される画像の濃度ムラを緩和する濃度ムラ緩和手段と、
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記濃度情報によって定まる前記照射光の１つの照射期間は、前記切り替えタイミングを境界として、前記切り替え前の発光素子である第１発光素子の第１照射期間と前記切り替え後の発光素子である第２発光素子の第２照射期間とに分割されており、
   前記濃度ムラ緩和手段は、
   前記第１照射期間と前記第２照射期間の一方が長くなるよう前記切り替えタイミングをずらすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記濃度ムラ緩和手段は、
   前記照射光の１つの照射期間の開始時期まで前記切り替えタイミングをずらすことで、前記第２照射期間を相対的に長くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記濃度ムラ緩和手段は、
   前記照射光の１つの照射期間の終了時期まで前記切り替えタイミングをずらすことで、前記第１照射期間を相対的に長くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記濃度ムラ緩和手段は、
   前記第１照射期間と前記第２照射期間とのうち一方の長さが略ゼロとなるよう他方の長さを長くすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記照射位置調節手段によって決定される初期の切り替えタイミングから前記１つの照射期間の終了時期までの長さと、該初期の切り替えタイミングから該１つの照射期間の開始時期までの長さとを比較する比較手段をさらに備え、
   前記濃度ムラ緩和手段は、
   前記終了時期までの長さが前記開始時期までの長さよりも短ければ、前記切り替えタイミングを該終了時期へずらし、前記開始時期までの長さが前記終了時期までの長さよりも短ければ、前記切り替えタイミングを該開始時期へずらすことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記照射位置調節手段によって決定される初期の切り替えタイミングから前記１つの照射期間の中央までの長さと、該初期の切り替えタイミングから該１つの照射期間の終了時期までの長さとを比較する比較手段をさらに備え、
   前記初期の切り替えタイミングが前記中央よりも前記終了時期に近ければ、前記切り替えタイミングを該終了時期に移動させ、前記初期の切り替えタイミングが前記中央により近ければ、前記切り替えタイミングを中央に移動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記照射位置調節手段によって決定される初期の切り替えタイミングから前記１つの照射期間の中央までの長さと、該初期の切り替えタイミングから該１つの照射期間の開始時期までの長さとを比較する比較手段をさらに備え、
   前記初期の切り替えタイミングが前記中央よりも前記開始時期に近ければ、前記切り替えタイミングを該開始時期に移動させ、前記初期の切り替えタイミングが前記中央により近ければ、前記切り替えタイミングを中央に移動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記切り替えタイミングを境界として前記照射光の１つの照射期間が、前記切り替え前の発光素子である第１発光素子の第１照射期間と前記切り替え後の発光素子である第２発光素子の第２照射期間とに分割されており、
   前記濃度ムラ緩和手段は、
   前記第１照射期間と前記第２照射期間との差が所定範囲内に収まるよう、前記第１照射期間と前記第２照射期間とのいずれか一方を長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
10. 前記濃度ムラ緩和手段は、
    前記第１照射期間と前記第２照射期間とが略同一となるよう、前記第１照射期間と前記第２照射期間とのいずれか一方を長く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. 前記切り替えタイミングのずらし量が所定量以上か否かを判定する判定手段と、
    前記ずらし量が前記所定量以上でなければ、前記切り替えタイミングの調整を実行させ、前記ずらし量が前記所定量以上であれば、前記切り替えタイミングの調整を禁止する制御手段と
    をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 画像データに応じた光を照射して画像を形成する複数の発光素子を持つ発光素子ユニットと、
    前記発光素子の照射光により形成された静電潜像を担持する像担持体と、
    前記像担持体の主走査方向に前記照射光を走査する主走査手段と、
    前記像担持体の受光面を副走査方向に移動させる副走査手段と
    を備えた画像形成装置の制御方法であって、
    前記副走査方向における前記照射光の照射位置が誤差範囲内に収まるよう発光すべき発光素子を１走査周期中に切り替えることで前記照射位置を調節するステップと、
    前記画像データの濃度情報に応じて前記発光素子の切り替えタイミングを修正することで、該切り替えタイミングの前後において前記像担持体上に形成される画像の濃度ムラを緩和するステップと
    を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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