JP6822071B2

JP6822071B2 - Ｐｗｍ処理回路及び画像形成装置

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Publication number: JP6822071B2
Application number: JP2016214726A
Authority: JP
Inventors: 慎一浅井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2016-11-02
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2021-01-27
Anticipated expiration: 2036-11-02
Also published as: JP2018069656A

Description

本発明は、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合に適切な周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成可能なＰＷＭ処理回路及び画像形成装置の技術に関する。

画像形成装置として、画像データに応じてＰＷＭ信号を作像信号として生成し、この作像信号を用いて主走査方向の１ライン又は数ラインの画像形成を行うと共に、この主走査方向のライン毎の画像形成を副走査方向に繰り返して１頁分の画像形成を行うものが知られている。

その一例として、電子写真方式の画像形成装置では、画像データから作像信号（ＰＷＭ回路によるＰＷＭ信号）を生成し、ＰＷＭ信号に応じて変調したレーザビームを主走査方向に走査し、これと並行して、副走査方向に回転する像担持体上に、前記レーザビームによって画像を形成している。

この種のレーザビームによる露光装置を備える静電方式の画像形成装置においては、感光体上に形成される静電潜像の画像はレーザビームによる主走査と感光体の移動（回転）に伴う副走査との合成によって形成される。
この場合、図９に示すように、レーザダイオード１５１からのレーザビームはポリゴンミラー１５２で主走査方向にスキャンされ、回転する感光体１５３上に静電潜像が形成される。ここに示すように、感光体１５３の主走査方向中央部と主走査方向端部とでは、感光体１５３に対するレーザビームの角度が違っている。このため、ポリゴンミラー１５２が一定の各速度で回転していても、感光体１５３の主走査方向端部では主走査方向中央部付近より主走査速度が速くなる。すなわち、画像の端部において、１画素の大きさが中央部よりも主走査方向に伸びたものとなる。

なお、このような主走査方向の中央部と端部での１画素の大きさが伸び縮みする現象を抑えるべく、光学系にｆθレンズなどが配置されている。しかし、各部の取り付け位置ずれなどによって、以上の現象を完全に解決することは難しい。
そこで、以上のような影響を抑制するため、主走査方向の１ラインを複数の任意の領域に区切り、その領域内において画像処理用のクロックパルスの周期を電気的に変化させる処理（以下、「部分変倍処理」）を行うようにしている。

このような画像形成装置における補正についての技術としては、たとえば、以下の特許文献などに記載されている。

特許第３８１２００３公報

以上の先行技術では、補正係数に応じて安定した部分変倍処理のクロック（以下、「部分変倍クロック」）を生成することができる。
しかし、以上の先行技術では、レーザダイオードを駆動するためのＰＷＭを生成するＰＷＭ処理回路については何ら配慮されていない。従って、ＰＷＭ処理回路に使用される部品の精度によっては、入力される部分変倍クロックの周期の変更（部分変倍処理の変化点）に正確に対応してＰＷＭ信号を生成できるとは限らない問題がある。

また、部分変倍クロックを用いてＰＷＭ信号を生成した場合であって、部分変倍処理の変化点において１ドットの周期が急激に変化する場合、その変化の影響が画質（例えば、濃度）変化として現れる可能性があるという問題もある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合に適切な周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成可能なＰＷＭ処理回路及び画像形成装置を実現することにある。

上述した目的のうち少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面が反映されたＰＷＭ処理回路と画像形成装置は、以下のように構成される。
（１）本発明の一側面が反映されたＰＷＭ処理回路は、画像データに応じて変調されたＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する画像形成装置に使用され、前記レーザ光が前記感光体上で走査される位置において異なる周期を有する部分変倍クロック信号が入力され、前記部分変倍クロック信号と前記画像データとに応じて前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ処理回路であって、前記部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成する遅延部と、前記複数の遅延信号の何段分が前記部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求める状態検出部と、前記状態検出結果と前記画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択する選択部と、前記選択部で選択された前記遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成するパルス発生部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の一側面が反映された画像形成装置は、異なる周期を有する部分変倍クロック信号を生成する部分変倍クロック生成部と、部分変倍クロック信号のタイミングに応じて画像データに応じて変調されたＰＷＭ信号を生成する以上のＰＷＭ処理回路と、前記ＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する画像形成部と、を備えたことを特徴とする。

（２）以上の（１）において、前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにする、ことを特徴とする。

（３）以上の（１）において、前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化後の複数のパルスを平均化して得た周期をもって、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにする、ことを特徴とする。

（４）以上の（１）において、前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期を経て、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにすることを特徴とする。

（５）以上の（４）において、前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期変化前の複数のパルスと周期変化後の複数のパルスとを平均化して得た周期とする、ことを特徴とする。
（６）以上の（４）において、前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとの間で、周期変化が検出結果よりも小さくなるように複数のパルスにわたって周期を変化させる、ことを特徴とする。

（７）以上の（１）において、前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が各パルス毎に徐々に変化するよう設定されている場合であって、隣接パルス間の周期差に変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期とする、ことを特徴とする。

（８）以上の（７）において、前記選択部は、周期差変化前の複数のパルスと周期変化後の複数のパルスとを平均化して得た周期とする、ことを特徴とする。
（９）以上の（８）において、前記選択部は、隣接パルス間の周期差に変化が検出された場合であって、前記周期差の大きさに応じて、前記複数のパルスを平均化する範囲を変更する、ことを特徴とする。

（１０）以上の（２）−（９）において、前記画像形成装置は主走査方向の画像形成を副走査方向に繰り返して画像形成を実行するものであり、前記選択部は、副走査方向の１つ前の部分変倍クロック信号の各パルスの周期を保持しておき、処理中の各パルスの周期を、主走査方向に同一位置であって副走査方向１つ前の周期と処理中の各パルスの周期とを平均化して得た周期とする、ことを特徴とする。

本発明の一側面が反映されたＰＷＭ処理回路と画像形成装置では、以下のような効果が得られる。
（１）本発明の一側面が反映されたＰＷＭ処理回路と画像形成装置では、レーザ光が感光体上で走査される位置において異なる周期を有する部分変倍クロック信号が入力され、部分変倍クロック信号と画像データとに応じてＰＷＭ信号を生成する際に、部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成し、複数の遅延信号の何段分が部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求め、状態検出結果と画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択し、選択部で選択された遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成している。

このため、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合に、適切な周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。
（２）以上の（１）において、部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにすることで、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（３）以上の（１）において、部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、部分変倍クロック信号の周期変化後の複数のパルスを平均化して得た周期をもって、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにすることで、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（４）以上の（１）において、部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期を経て、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにすることで、急激な周期変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（５）以上の（４）において、部分変倍クロック信号の周期変化前の複数のパルスと周期変化後の複数のパルスとを平均化して得た周期とすることで、急激な周期変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（６）以上の（４）において、部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとの間で、周期変化が検出結果よりも小さくなるように複数のパルスにわたって周期を変化させることで、急激な周期変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（７）以上の（１）において、部分変倍クロック信号の周期が各パルス毎に徐々に変化するよう設定されている場合であって、隣接パルス間の周期差に変化が検出された場合に、部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期とすることで、急激な周期変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（８）以上の（７）において、周期差変化前の複数のパルスと周期変化後の複数のパルスとを平均化して得た周期とすることで、急激な周期変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（９）以上の（８）において、隣接パルス間の周期差に変化が検出された場合であって、周期差の大きさに応じて、複数のパルスを平均化する範囲を変更することで、急激な周期変化が安定した状態で適切に抑制され、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

（１０）以上の（２）−（９）において、画像形成装置は主走査方向の画像形成を副走査方向に繰り返して画像形成を実行するものであり、副走査方向の１つ前の部分変倍クロック信号の各パルスの周期を保持しておき、処理中の各パルスの周期を、主走査方向に同一位置であって副走査方向１つ前の周期と処理中の各パルスの周期とを平均化して得た周期とすることで、急激な周期変化が安定した状態で適切に抑制され、画像形成用に部分変倍クロック信号を用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

本発明の実施形態のＰＷＭ処理回路の構成を示す構成図である。本発明の実施形態の部分変倍クロック生成部の構成を示す構成図である。画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。画像形成装置の信号処理の様子を示す説明図である。画像形成の基本的原理を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明のＰＷＭ処理回路及び画像形成装置を実施するための形態（実施形態）を詳細に説明する。
〔ＰＷＭ処理回路、画像形成装置の構成〕
ここで、図１〜図２に基づいて、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合に適切な周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成可能なＰＷＭ処理回路及び画像形成装置の構成を詳細に説明する。

ここで、画像形成装置１００は、制御部１０１と、基本クロック生成部１０５と、部分変倍クロック生成部１１０と、画像データ記憶部１２０と、画像処理部１３０と、ＰＷＭ処理部１４０と、プリントエンジン１５０と、を有して構成されている。
ここで、制御部１０１は、画像形成装置１００の各部を制御しており、部分変倍クロック生成部１１０に対して変倍データを供給する。基本クロック生成部１０５は、画像形成装置１００が動作するのに必要な各部の基本クロックを生成している。部分変倍クロック生成部１１０は、変倍データに応じて、レーザ光が感光体上で走査される位置において異なる周期を有する部分変倍クロックを生成する。画像データ記憶部１２０は、画像データを記憶する。画像処理部１３０は、画像データに対して画像形成に必要な各種の画像処理を施して、画像形成用画像データを生成する。なお、本願明細書における以下の説明では、画像形成用画像データを単に画像データと記載する。

ＰＷＭ処理部１４０は、部分変倍クロックが入力され、部分変倍クロックと画像データとに応じてＰＷＭ信号を生成する際に、部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成し、複数の遅延信号の何段分が部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求め、状態検出結果と画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択し、選択部で選択された遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成する、ＰＷＭ処理回路である。プリントエンジン１５０は、感光体に画像を形成して用紙に転写する画像形成部であり、ＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する。

ここで、遅延素子列部１４１は、部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成する。この遅延素子列部１４１は、部分変倍クロックの１〜２周期分について、数百段程度に細かく遅延させるように、遅延素子が数百段接続されていて、遅延信号群を出力する。例えば、遅延素子列１４１は、部分変倍クロックの１周期分について４００〜５００段程度に細かく遅延させるように、遅延素子が５１２段接続されている。状態検出部１４２は、複数の遅延信号の何段分が部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求める。メモリ１４３は、状態検出結果を記憶し、記憶した状態検出結果（１画素または数画素前の状態検出結果や、１主走査ライン前であって主走査方向に同じ位置での状態検出結果）を選択部１４４に供給する。選択部１４４は、状態検出結果と画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択する。パルス発生部１４５は、選択部１４４で選択された遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成する。

また、図１における部分変倍クロック生成部１１０は、例えば、図２のように構成される。この部分変倍クロック生成部１１０については、先行技術として例示した特許第３８１２００３公報に詳細に記載されているため、ここでは簡単に説明する。
この部分変倍クロック生成部１１０は、例えば、遅延素子列部１１１と、状態検出部１１２と、変倍部１１３と、選択部１１４と、パルス発生部１１５と、を備えて構成されている。

ここで、遅延素子列部１１１は、基本クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成する。この遅延素子列部１１１は、基本クロックの１〜２周期分について、数百段程度に細かく遅延させるように、遅延素子が数百段接続されていて、遅延信号群を出力する。例えば、遅延素子列１１１は、基本クロックの１周期分について４００〜５００段程度に細かく遅延させるように、遅延素子が５１２段接続されている。状態検出部１１２は、複数の遅延信号の何段分が基本クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求める。変倍部１１３は、状態検出結果に対して変倍データに応じた変倍係数を乗じる。選択部１１４は、変倍係数が乗じられた状態検出結果に応じて、出力すべき部分変倍クロックのパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択する。パルス発生部１１５は、選択部１１４で選択された遅延信号のタイミングに応じて部分変倍クロック信号を生成する。この結果、部分変倍クロック生成部１１０では、変倍データに準拠した部分変倍クロック信号が生成される。

〔動作〕
以下、部分変倍クロック生成部１１０の動作と、ＰＷＭ処理部１４０の動作を中心に、本実施形態の画像形成装置１００の動作説明を行う。
〔部分変倍クロック生成部１１０の動作〕
遅延素子列部１１１は、基本クロック生成部１０５から供給される基本クロック（図２（ａ））の１〜２周期分について、数百段程度に細かく遅延させた遅延信号群を出力している（図２（ｂ））。

状態制御部１１２は、遅延素子列部１１１の状態検出結果として同期遅延段数を求める。すなわち、状態制御部１１２において遅延信号（図２（ｂ））と基本クロック信号（図２（ａ））とを比較し、丁度１クロック分の遅延が発生している遅延信号の段数（同期遅延段数）を状態検出結果として出力する（図２（ｃ））。遅延素子列部１１１では温度変化や電源電圧の変化などで遅延時間が変化する可能性があるので、画像形成装置１００の動作中は状態検出を続ける。

また、画像形成を実行する際に、主走査方向カウント結果や主走査方向端部を示すインデックス信号等による主走査方向位置情報と共に、変倍データがカウント値を変倍部１１３に供給される。従って、変倍部１１３は、状態検出結果としての同期遅延段数と、変倍データと、主走査方向位置情報を参照して、その信号が露光時に使用される主走査方向位置に応じた変倍係数を、状態検出結果に対して乗じて、主走査方向位置変倍情報（図２（ｄ））として出力する。

選択部１１４は、状態検出結果に対して主走査方向位置に応じて変倍係数が乗じられた主走査方向位置変倍情報（図２（ｄ））に応じて、出力すべき部分変倍クロックのパルスの開始タイミングと終了タイミングに相当する遅延信号を選択して出力する（図２（ｅ））。

パルス発生部１１５は、選択部１１４で選択された遅延信号（図２（ｅ））のタイミングに応じて部分変倍クロック信号を生成する。この結果、部分変倍クロック生成部１１０では、変倍データに準拠した部分変倍クロック信号が生成される（図２（ｆ））。
この場合、遅延素子列部１１１の遅延時間が何等かの理由により変動した場合でも、その際の状態検出結果（同期遅延段数）を基本クロックを用いて正確に求めているため、部分変倍クロック信号の立ち上がりのタイミングと立ち下がりのタイミングとを正確に生成し、主走査方向位置に応じた変倍係数に応じた正確な部分変倍クロック信号を生成できる。なお、この部分変倍クロック生成部１１０については、一例を示したものであって、他の構成や異なる動作により部分変倍クロック信号を生成するものであっても構わない。

〔ＰＷＭ処理部１４０の動作〕
遅延素子列部１４１は、部分変倍クロック生成部１０５から供給される部分変倍クロック（図１（ａ））の１〜２周期分について、数百段程度に細かく遅延させた遅延信号群を出力している（図１（ｂ））。

状態制御部１４２は、遅延素子列部１４１の状態検出結果として同期遅延段数を求める。すなわち、状態制御部１４２において遅延信号（図１（ｂ））と部分変倍クロック信号（図１（ａ））とを比較し、丁度１クロック分の遅延が発生している遅延信号の段数（同期遅延段数）を状態検出結果として出力する（図１（ｃ））。遅延素子列部１４１では温度変化や電源電圧の変化などで遅延時間が変化する可能性があるので、画像形成装置１００の動作中は状態検出を続ける。なお、状態検出部１４２は、状態検出結果をメモリ１４３にも供給する。

なお、メモリ１４３は、主走査方向に複数パルス分の過去の状態検出結果や、副走査方向に１ライン前であって主走査方向に同位置の状態検出結果を状態検出履歴（図１（ｃ’））として、選択部１４４に出力する。
選択部１４４は、状態検出結果（図１（ｃ））に対して、画像処理部１３０からの画像データ（図１（ｄ））を乗じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始タイミングと終了タイミングに相当する遅延信号を選択して出力する（図１（ｅ））。なお、状態検出結果（図１（ｃ））により、ＰＷＭ信号がデューティー１００％の状態で、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始タイミングと終了タイミングに相当する遅延信号が定まる。更に、画像データ（図１（ｄ））の濃度等の信号値に応じて、ＰＷＭ信号のデューティーに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始タイミングと終了タイミングに相当する遅延信号が定まる（図１（ｅ））。

パルス発生部１４５は、選択部１４４で選択された遅延信号（図１（ｅ））のタイミング（パルスの開始タイミングと終了タイミング）に応じた状態のＰＷＭ信号を生成する（図１（ｆ））。この結果、部分変倍クロック生成部１４０では、部分変倍クロックを基準として、画像データに応じたＰＷＭ信号が生成される。

この場合、遅延素子列部１４１の遅延時間が何等かの理由により変動した場合でも、その際の状態検出結果（同期遅延段数）を部分変倍クロックを用いて正確に求めているため、部分変倍クロック信号に応じたＰＷＭ信号の立ち上がりのタイミングと立ち下がりのタイミングとを正確に生成することができる。このため、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合に、適切な周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

なお、このＰＷＭ処理部１４０では、ＰＷＭ信号の１パルスを作成する毎に状態検出部１４２で検出された状態検出結果を利用しているため、部分変倍クロックの周期が１主走査ライン内で変化する場合であっても、部分変倍クロックの周期変化と画像データの信号値とに対応した正確なパルス幅のＰＷＭ信号を生成することが可能になる。

〔ＰＷＭ処理部１４０の詳細動作〕
〔詳細動作（１）〕
図３のように、選択部１４４は、部分変倍クロックのパルスの周期（周波数ｆの逆数）が一定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、部分変倍クロックの周期の変化が検出された場合に、次に状態検出部１４２で変化が検出されるまでの一定区間（図３中のｈ0〜ｈ1，ｈ1〜ｈ2，ｈ2〜ｈ3，ｈ3〜ｈ4，ｈ4〜ｈ5）にわたり、検出された変化後の当該周期を保つように選択を行う。

このように、選択部１１４が一定区間にわたり変化後の当該周期を保つようにすることで、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも、適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。
なお、選択部１１４は、部分変倍クロックのパルス周期の変化を検出するとは、現クロックの状態検出結果（図１（ｃ））と前クロックの状態検出結果（図１（ｃ’））との差分が、規定の閾値を超えたがどうかで判別することができる。なお、部分変倍の設定により周期の変化を知ることも可能である。

また、このように、周期が一定区間毎に変化する場合であって、周期が変化したと判断されたとき、選択部１１４は、メモリ１４３に保持しておいた状態検出結果を次の周期の変化点まで反映させるようにしても良い。
なお、選択部１１４は、部分変倍クロックの周波数が一定区間毎の段階的変化であるか、あるいは、連続的に徐々に変化するかの判断については、部分変倍の設定時、制御部１０１から得る部分変倍の設定情報、あるいは、現クロックと前クロックの周期の差分が規定の閾値を超えたがどうかで判別することが可能である。

また、選択部１１４は、部分変倍クロックの周期が一定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、以上のようにして部分変倍クロックの周期の変化が検出された場合に、部分変倍クロックの周期変化後の複数のパルスを平均化して得た周期をもって、一定区間にわたり変化後の当該周期を保つようにすることで、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

〔詳細動作（２）〕
また、選択部１１４は、部分変倍クロックの周期が一定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、以上のようにして部分変倍クロックの周期の変化が検出された場合に、部分変倍クロックの周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期の短い区間を作成することも可能である。

図３では、区間ｈ0〜ｈ1と区間ｈ1〜ｈ2との変化点であるｈ1において、部分変倍クロックの周期（周波数）が大きく変化している。そこで、図４のように、変化点ｈ1においては、区間ｈ0〜ｈ1の周波数ｆ0と、区間ｈ1〜ｈ2の周波数ｆ1との中間の周波数ｆ01＝（ｆ0＋ｆ1）／２の区間（図４（ａ））を設ける。

また、同様に、変化点ｈ2においては、区間ｈ1〜ｈ2の周波数ｆ1と、区間ｈ2〜ｈ3の周波数ｆ2との中間の周波数ｆ12＝（ｆ1＋ｆ2）／２の区間（図４（ｂ））を設ける。また、変化点ｈ3においては、区間ｈ2〜ｈ3の周波数ｆ2と、区間ｈ3〜ｈ4の周波数ｆ2との中間の周波数ｆ23＝（ｆ2＋ｆ1）／２の区間（図４（ｃ））を設ける。また、変化点ｈ4においては、区間ｈ3〜ｈ4の周波数ｆ1と、区間ｈ4〜ｈ5の周波数ｆ0との中間の周波数ｆ01＝（ｆ1＋ｆ0）／２の区間（図４（ｄ））を設ける。

なお、以上の場合に、部分変倍クロックの変化点については、現クロックと前クロックの周期の差分が規定の閾値より大きい場合に、以上のように周期を調整することが望ましい。
これにより、変化点において、部分変倍クロックの急激な周期（周波数）変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

なお、この際に、部分変倍クロックの周期変化前の１パルスと周期変化後の１パルスとを平均化して得た周期としても良いし、部分変倍クロックの周期変化前の複数のパルスと周期変化後の複数のパルスとを平均化して得た周期としても良い。周期変化前後のそれぞれ複数のパルスを平均化すると、急激な周期変化が更に安定して抑制され、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

また、部分変倍クロックの周期が一定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、部分変倍クロックの周期の変化が検出された場合に、部分変倍クロックの周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとの間で、周期変化が検出結果よりも小さくなるように複数のパルスにわたって周期を徐々に変化させることも可能である。この様子を図５と図６に示す。

図５に示す例では、部分変倍クロックの変化点ｈ1，ｈ2，ｈ3，ｈ4，ｈ5，における周期（周波数）の変化が、図３の場合よりも緩やかになるように滑らかになるように調整している。図６に示す例では、部分変倍クロックの変化点ｈ1，ｈ2，ｈ3，ｈ4，ｈ5，における周期（周波数）の変化が、図５よりも更に滑らかになるように調整している。

これにより、部分変倍クロックの変化点における急激な周期変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。
なお、以上の場合に、部分変倍クロックの変化点については、現クロックと前クロックの周期の差分が規定の閾値より大きい場合に、以上のように周期を調整することが望ましい。

〔詳細動作（３）〕
また、選択部１１４は、部分変倍クロックの周期が各パルス毎に徐々に変化するよう設定されている場合であって、隣接パルス間の周期差に変化が検出された場合に、部分変倍クロックの周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期とすることも可能である。

図７では、主走査方向の変化点ｈ1，ｈ2，ｈ3，ｈ4，ｈ5において、部分変倍クロックの周期（周波数）の変化率が変化している。そこで、図８のように、各変化点ｈ1〜ｈ5の直後のパルスにおいて、部分変倍クロックの周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期と設定する。

このように部分変倍クロックの変化点におけるパルス周期を調整することで、急激な周期変化が抑制され、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。
なお、このように部分変倍クロックの周期が連続的に変化する場合であって、現クロックと前クロックの周期の差分が規定の閾値より大きければ、傾きの差（変化前後のそれぞれの傾きの違い）も大きいと判断し、平均化する区間を数画素間隔に狭める。反対に現クロックと前クロックの周期の差分が規定の閾値より小さければ、傾きが少ないと判断し、平均化する区間を広く取る。このとき、複数の閾値を用意しておき、閾値の大きさに応じて平均化する区間を複数種切りかえてもよい。

このように、傾きの差、すなわち、周期差の大きさに応じて、複数のパルスを平均化する範囲を変更することで、急激な周期変化が安定した状態で適切に抑制され、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

〔詳細動作（４）〕
本実施形態における画像形成装置１００では、画像形成部としてのプリントエンジン１５０において、主走査方向の画像形成を副走査方向に繰り返して画像形成を実行するものである（図９参照）。

そこで、メモリ１４３に、副走査方向の１つ前の部分変倍クロックの各パルスの周期（状態検出結果）を保持しておく。そして、選択部１１４は、処理中の各パルスの周期を、主走査方向に同一位置であって副走査方向１つ前の周期と処理中の各パルスの周期とを平均化して得た周期とする。このようにすることで、急激な周期変化が安定した状態で適切に抑制され、画像形成用に部分変倍クロックを用いた場合にも適切で安定した周期のＰＷＭ信号を生成し、良好な画像を形成することが可能になる。

なお、この場合に、プリントエンジン１５０において主走査方向に複数の光ビームを用いて露光を同時に行うような場合には、同時に露光を行う各主走査ラインについてのＰＷＭ信号の平均により、各光ビーム間の誤差を平均化させて低減させることが可能になる。
〔その他の動作（１）〕
なお、以上の実施形態におけるＰＷＭ処理部１４０では、ＰＷＭ信号の１パルスを作成する毎に状態検出部１４２で検出された状態検出結果を利用していると説明した。この場合、少なくとも以上の変化点付近においては、ＰＷＭ信号の１パルスを作成する毎に状態検出部１４２で検出された状態検出結果を利用する必要がある。従って、制御部１０１からの情報によって予め変化点が明らかな場合には、あるいは、以前の状態検出結果から変化点が予想される場合には、その変化点近傍を除く区間では状態検出の頻度を低下させることも可能である。

〔その他の動作（２）〕
以上の図３〜図８に示した部分変倍クロックの特性は一例であって、この特性に限定されるものではない。画像形成装置１００において必要とされる特性に合わせ、部分変倍クロックの特性を自由に定めることが可能である。

〔その他の動作（３）〕
なお、以上のＰＷＭ処理回路１４０を用いることが可能な画像形成装置１００は、電子写真方式の画像形成装置を想定しているが、これに限定されるものではない。すなわち、各種方式の画像形成装置や印刷装置等、又は、画像形成装置等を内蔵している複合機等に対しても、以上の実施形態のＰＷＭ処理部１４０を用いることが可能である。

１００画像形成装置
１０１制御部
１０５基本クロック生成部
１１０部分変倍クロック生成部
１２０画像データ記憶部
１３０画像処理部
１４０ＰＷＭ処理部
１５０プリントエンジン（画像形成部）

Claims

画像データに応じて変調されたＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する画像形成装置に使用され、前記レーザ光が前記感光体上で走査される位置において異なる周期を有する部分変倍クロック信号が入力され、前記部分変倍クロック信号と前記画像データとに応じて前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ処理回路であって、
前記部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成する遅延部と、
前記複数の遅延信号の何段分が前記部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求める状態検出部と、
前記状態検出結果と前記画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択する選択部と、
前記選択部で選択された前記遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成するパルス発生部と、
を備え、
前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにする、
ことを特徴とするＰＷＭ処理回路。
画像データに応じて変調されたＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する画像形成装置に使用され、前記レーザ光が前記感光体上で走査される位置において異なる周期を有する部分変倍クロック信号が入力され、前記部分変倍クロック信号と前記画像データとに応じて前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ処理回路であって、
前記部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成する遅延部と、
前記複数の遅延信号の何段分が前記部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求める状態検出部と、
前記状態検出結果と前記画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択する選択部と、
前記選択部で選択された前記遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成するパルス発生部と、
を備え、
前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化後の複数のパルスを平均化して得た周期をもって、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにする、
ことを特徴とするＰＷＭ処理回路。
画像データに応じて変調されたＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する画像形成装置に使用され、前記レーザ光が前記感光体上で走査される位置において異なる周期を有する部分変倍クロック信号が入力され、前記部分変倍クロック信号と前記画像データとに応じて前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ処理回路であって、
前記部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成する遅延部と、
前記複数の遅延信号の何段分が前記部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求める状態検出部と、
前記状態検出結果と前記画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択する選択部と、
前記選択部で選択された前記遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成するパルス発生部と、
を備え、
前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期を経て、当該所定の区間にわたり変化後の当該周期を保つようにする、
ことを特徴とするＰＷＭ処理回路。
前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期変化前の複数のパルスと周期変化後の複数のパルスとを平均化して得た周期とする、
ことを特徴とする請求項３に記載のＰＷＭ処理回路。
前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が所定の区間毎に段階的に変化すると設定されている場合であって、前記部分変倍クロック信号の周期の変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとの間で、周期変化が検出結果よりも小さくなるように複数のパルスにわたって周期を変化させる、
ことを特徴とする請求項３に記載のＰＷＭ処理回路。
画像データに応じて変調されたＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する画像形成装置に使用され、前記レーザ光が前記感光体上で走査される位置において異なる周期を有する部分変倍クロック信号が入力され、前記部分変倍クロック信号と前記画像データとに応じて前記ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ処理回路であって、
前記部分変倍クロック信号から所定の間隔でタイミングの異なる複数の遅延信号を生成する遅延部と、
前記複数の遅延信号の何段分が前記部分変倍クロック信号の１パルスの周期に相当するかの状態検出結果を画像形成動作中に求める状態検出部と、
前記状態検出結果と前記画像データとに応じて、出力すべきＰＷＭ信号のパルスの開始と終了のタイミングに相当する遅延信号を選択する選択部と、
前記選択部で選択された前記遅延信号のタイミングに応じてＰＷＭ信号を生成するパルス発生部と、
を備え、
前記選択部は、前記部分変倍クロック信号の周期が各パルス毎に徐々に変化するよう設定されている場合であって、隣接パルス間の周期差に変化が検出された場合に、前記部分変倍クロック信号の周期変化前のパルスと周期変化後のパルスとを平均化して得た周期とする、
ことを特徴とするＰＷＭ処理回路。
前記選択部は、周期差変化前の複数のパルスと周期変化後の複数のパルスとを平均化して得た周期とする、
ことを特徴とする請求項６に記載のＰＷＭ処理回路。
前記選択部は、隣接パルス間の周期差に変化が検出された場合であって、前記周期差の大きさに応じて、前記複数のパルスを平均化する範囲を変更する、
ことを特徴とする請求項７に記載のＰＷＭ処理回路。
前記画像形成装置は主走査方向の画像形成を副走査方向に繰り返して画像形成を実行するものであり、
前記選択部は、副走査方向の１つ前の部分変倍クロック信号の各パルスの周期を保持しておき、
処理中の各パルスの周期を、主走査方向に同一位置であって副走査方向１つ前の周期と処理中の各パルスの周期とを平均化して得た周期とする、
ことを特徴とする請求項１−８のいずれか一項に記載のＰＷＭ処理回路。
異なる周期を有する部分変倍クロック信号を生成する部分変倍クロック生成部と、
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載に記載され、部分変倍クロック信号のタイミングに応じて画像データに応じて変調されたＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ処理回路と、
前記ＰＷＭ信号により発光するレーザ光を感光体上に所定の角速度で回転するポリゴンミラーにより走査して画像を形成する画像形成部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。