(57)【要約】    【課題】  常に安定した高画質の階調画像を得ることができるようにする。    【解決手段】  ＰＷＭ幅テーブル４３およびＰＷＭ回路４４によって、入力された多値画像データに応じたパルス信号を、所定の生成条件に基づき生成し、このパルス信号に基づき半導体レーザ４９を点滅発光させる。フォトダイオード５０、パルス幅検出器４７などにより、この半導体レーザ４９により発光された光の点灯継続期間であるパルス幅を検出し、データ変換部４６が、このパルス幅をデジタルデータに変換する。比較演算部４５が、このデジタルデータと、入力された多値画像データとの差分を検出し、この差分に基づいて前記所定の生成条件を変更する。【選択図】      図３
2006205401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された多値画像データに応じたパルス信号を、所定の生成条件に基づき生成する生成手段と、
前記多値画像データを格納する第１の格納手段と、
前記生成手段によって生成されたパルス信号に基づき点滅発光する発光手段と、
前記発光手段により発光された光の点灯継続期間であるパルス幅を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたパルス幅をデジタルデータに変換するデータ変換手段と、
前記データ変換手段によって変換されたデジタルデータと、前記第１の格納手段によって格納された多値画像データとの差分に基づいて前記所定の生成条件を変更する変更手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記生成手段および前記変更手段は、同一の集積回路内に収納されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記変更手段は、
前記データ変換手段によって変換されたデジタルデータを格納する第２の格納手段と、
データ読み出しクロックを発生する発生手段と、
前記発生手段で発生されたデータ読み出しクロックに従って、前記第１及び第２の格納手段からそれぞれ読み出された多値画像データ及びデジタルデータにおける相互の差分を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された差分に応じて前記所定の生成条件を変更する生成条件変更手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記発光手段により発光された光を受光し、電気信号に変換する変換手段と、
前記生成手段によって生成されるパルス信号の周期よりも短い周期をもつサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段と、
前記変換手段によって得られた電気信号に基づき検出される前記点灯継続期間において、前記サンプリングパルス発生手段によって発生されるサンプリングパルスの数をカウントすることで前記パルス幅を検出するパルス幅検出手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記データ変換手段は、前記パルス幅検出手段によってカウントされ得られたカウント値を、前記多値画像データと同じ性質のデータに変換することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記生成手段は、パルス幅データを保持するルックアップテーブルから、前記第１の格納手段から読み出された多値画像データを上位ビットのアドレス値とし、前記算出手段によって算出された差分を下位ビットのアドレス値として、パルス幅データを読み出し、該読み出されたパルス幅データに基づいてパルス信号を生成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
パルス幅データを格納し、多値画像データがアドレス値の少なくとも一部として入力されるメモリと、
前記メモリから読み出されたパルス幅データに基づきパルス幅変調信号を出力するＰＷＭ回路と、
前記ＰＷＭ回路から出力されたパルス幅変調信号に基づき点滅発光する発光手段と、
前記発光手段で発光された光を検出し、電気パルス信号として出力する検出手段と、
前記検出手段から出力された電気パルス信号に基づき、前記発光手段で発光された光の発光継続期間に相当する多値検知データを出力する多値検知データ出力手段と、
前記多値画像データを格納する第１の格納手段と、
前記多値検知データ出力手段から出力された多値検知データを格納する第２の格納手段と、
前記第１及び第２の格納手段からそれぞれ読み出された多値画像データと多値検知データとの差分を算出し、前記メモリにアドレス値の一部として出力する算出手段とを有し、
前記ＰＷＭ回路は、前記多値画像データおよび前記差分と等しい前記メモリのアドレス位置に格納されたパルス幅データに基づきパルス幅変調信号を出力することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
入力された多値画像データに応じたパルス信号を、所定の生成条件に基づき生成する生成ステップと、
前記多値画像データを第１の記憶装置に格納する第１の格納ステップと、
前記生成手段によって生成されたパルス信号に基づき、発光手段に点滅発光させる発光ステップと、
前記発光手段により発光された光の点灯継続期間であるパルス幅を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出されたパルス幅をデジタルデータに変換するデータ変換ステップと、
前記データ変換ステップによって変換されたデジタルデータと、前記第１の記憶装置に格納された多値画像データとの差分に基づいて前記所定の生成条件を変更する変更ステップと
を有することを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
前記変更ステップは、
前記データ変換ステップによって変換されたデジタルデータを第２の記憶装置に格納する第２の格納ステップと、
データ読み出しクロックに従って、前記第１及び第２の記憶装置からそれぞれ読み出された多値画像データ及びデジタルデータにおける相互の差分を算出する算出ステップと、
前記算出ステップによって算出された差分に応じて前記所定の生成条件を変更する生成条件変更ステップと
を含むことを特徴とする請求項８記載の画像形成方法。
【請求項１０】
前記生成ステップでは、パルス幅データを保持するルックアップテーブルから、前記第１の記憶装置から読み出された多値画像データを上位ビットのアドレス値とし、前記算出ステップによって算出された差分を下位ビットのアドレス値として、パルス幅データを読み出し、該読み出されたパルス幅データに基づいてパルス信号を生成することを特徴とする請求項８記載の画像形成方法。
【請求項１１】
画像形成方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、
入力された多値画像データに応じたパルス信号を、所定の生成条件に基づき生成する生成ステップと、
前記多値画像データを第１の記憶装置に格納する第１の格納ステップと、
前記生成手段によって生成されたパルス信号に基づき、発光手段に点滅発光させる発光ステップと、
前記発光手段により発光された光の点灯継続期間であるパルス幅を検出する検出ステップと、
前記検出ステップによって検出されたパルス幅をデジタルデータに変換するデータ変換ステップと、
前記データ変換ステップによって変換されたデジタルデータと、前記第１の記憶装置に格納された多値画像データとの差分に基づいて前記所定の生成条件を変更する変更ステップと
を有することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムに関し、特に、階調画像を形成する画像形成装置、該画像形成装置に適用される画像形成方法、及び該画像形成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の画像形成装置の構成を示す平面図であり、図８は同装置の側面図である。本画像形成装置は、レーザ光により画像露光を行う電子写真方式の画像形成装置であるとともに、多値画像データに応じた階調画像を出力する方式の画像形成装置である。
【０００３】
図７及び図８において、１５は回転多面鏡、１６は回転多面鏡１５を回転駆動するレーザスキャナーモータである。本実施の形態における回転多面鏡１５は、６つの反射面を備えている。１７は記録用光源であるところのレーザダイオードである。レーザダイオード１７は、不図示のレーザドライバにより画像信号に応じて点灯または消灯し、こうして光変調されたレーザ光は、レーザダイオード１７からコリメータレンズ２０を介し回転多面鏡１５に向けて照射される。回転多面鏡１５は矢印方向に回転していて、レーザダイオード１７から出力されたレーザ光は、回転多面鏡１５の回転に伴い、その反射面で連続的に出射角度を変える偏向ビームとして反射される。この反射光は、ｆ−θレンズ２１により歪曲収差の補正等を受け、反射鏡１８を経て感光ドラム１０に照射され、感光ドラム１０上で主走査方向に走査される。このとき、回転多面鏡１５の１面を介したビーム光の反射により、感光ドラム１０の主走査方向に１ライン分の画像が形成される。
【０００４】
感光ドラム１０は、予め帯電器１１により帯電されており、レーザ光の走査により順次露光され、静電潜像が形成される。また、感光ドラム１０は矢印方向に回転していて、形成された静電潜像は、現像器１２により現像され、現像された可視像は転写帯電器１３により、不図示の転写紙に転写される。可視像が転写された転写紙は、定着器１４に搬送され、定着を行った後に機外に排出される。
【０００５】
また、感光ドラム１０の側部における主走査方向の走査開始位置近傍に、ＢＤセンサ１９が配置されている。回転多面鏡１５の各反射面で反射されたレーザ光は、ラインの走査に先立ってＢＤセンサ１９により検出される。この検出信号は、主走査方向の走査開始基準信号として不図示のタイミングコントローラに入力され、この信号を基準として各ラインの主走査方向の書き出し開始位置の同期が取られる。
【０００６】
階調性を有した画像を転写紙に形成する方式の画像形成装置では、画像露光に用いるレーザダイオードを、多値画像データに応じてパルス幅変調（ＰＷＭ）したＰＷＭ信号により駆動することが行われる。
【０００７】
図９は、図７及び図８に示すレーザダイオード１７に供給される電流と、該電流供給によりレーザダイオード１７から出力される光の強度との関係を示す、レーザダイオード１７の電流−光出力特性図である。
【０００８】
レーザダイオード１７は、閾値Ｉｔｈを境にして低電流域ではＬＥＤ発光を行い、高電流域ではレーザ発光を行う。
【０００９】
この特性は環境温度により変動してしまう。そのため、従来の画像形成装置では、感光ドラム１０をラスタスキャンにより走査して潜像を形成する際に、環境温度の変動に対してレーザビーム出力強度を安定化することが行われている。すなわち、レーザビーム出力強度を、光出力検出回路によってレーザ近傍において、画像露光の水平走査の直前に検出し、この検出信号をレーザ駆動回路にフィードバックして、レーザビーム出力強度が常に設定値と等しくなるように制御している。この制御は、オートパワーコントロール（ＡＰＣ）回路によって行われる。
【００１０】
ＡＰＣ回路では、画像露光の水平走査の直前に、レーザダイオードの光出力強度が所定値Ｐｏとなるときの駆動電流Ｉｏを検出し、感光ドラム１０への画像露光時には、レーザダイオード１７をこの駆動電流Ｉｏで定電流駆動を行い、これによって、光出力強度Ｐｏでの安定した露光を可能にしている。
【００１１】
ところで、感光ドラム１０上の走査の途中で、画像データが露光不要を示すデータであるため、レーザダイオード１７からの光出力強度を０にする場合があるが、そうした場合でも、レーザダイオード１７を駆動する駆動電流を０にしないバイアスＡＰＣと呼ばれる制御方法がある。すなわち、感光ドラム１０上の走査の途中で、画像データが露光必要を示すデータであるときは、レーザダイオード１７を駆動する駆動電流量をＩｏとし、画像データが露光不要を示すデータであるときは、レーザダイオード１７を駆動する駆動電流（バイアス電流）量をＩｂとし、それぞれ定電流駆動を行う。
【００１２】
こうしたバイアスＡＰＣが行われるＡＰＣ回路において、レーザダイオード１７をパルス駆動するＰＷＭ信号のパルス幅と、レーザダイオード１７から出力される光量との関係を、以下に説明する。
【００１３】
図１０は、レーザダイオード１７をパルス駆動するＰＷＭ信号のパルス幅と、レーザダイオード１７から出力される光量（積分値）との関係を示す図である。
【００１４】
同図においてグラフＧ１は、バイアスＡＰＣを行わない場合、つまりバイアス電流Ｉｂ＝０の場合の特性を表す。このグラフＧ１から分かるように、ＰＷＭ信号のパルス幅とレーザダイオード１７から出力される光量（積分値）との関係はリニアではなく、非線形である。このグラフＧ１のような非線形なカーブをγカーブと呼んでいる。このグラフＧ１においては、ＰＷＭ信号のパルス幅が１０％以下の場合、レーザダイオード１７は応答せず、光量は０である。パルス幅が１０％以上となるとレーザダイオード１７が点灯を開始し、光量も順次リニアに上昇していく。パルス幅が９０％以上になると、急激に光量が上昇し、光量が１００％で飽和する。
【００１５】
グラフＧ２は、バイアスＡＰＣを行い、バイアス電流Ｉｂを、０から閾値Ｉｔｈまでの間のいずれかの値に設定した場合の特性を表す。このグラフＧ２においては、ＰＷＭ信号のパルス幅が５％以下の場合、レーザダイオード１７は応答せず、光量も０である。パルス幅が５％以上となるとレーザダイオード１７が点灯を開始し、光量も順次リニアに上昇していく。パルス幅が９０％以上になると、急激に光量が上昇し、光量が１００％で飽和する。
【００１６】
グラフＧ３は、バイアスＡＰＣを行い、バイアス電流Ｉｂを閾値Ｉｔｈに設定した場合の特性を表す。このグラフＧ３においては、ＰＷＭ信号のパルス幅が５％以下の場合レーザダイオード１７は応答せず、光量も０である。パルス幅が５％以上となるとレーザダイオード１７が点灯を開始し、光量が急激に上昇していく。パルス幅が１０％以上となると、光量は順次リニアに上昇していく。パルス幅が９５％以上になると急激に光量が上昇し、光量は１００％で飽和する。
【００１７】
このようにして、バイアスＡＰＣを行い、バイアス電流Ｉｂを適切な値に設定すると、図１０に示すＰＷＭ特性のリニア領域の割合を増やすことができ、そのため、階調画像を出力する方式の画像形成装置に、こうしたバイアスＡＰＣを行うＡＰＣ回路を採用することで、高品質な階調画像を作成し得る。
【００１８】
図１１は、画像データよりＰＷＭ信号を生成する従来のＰＷＭ回路の構成を示すブロック図である（例えば、特許文献１参照）。
【００１９】
同図において、４ビットのパラレル信号からなる画像データが、不図示の画像処理コントローラからレジスタ６０１に入力される。レジスタ６０１に一時格納された画像データは、画像クロックで同期されており、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路６０２に入力されてアナログ電圧に変換される。この変換されたアナログ電圧はコンパレータ６０３に入力され、コンパレータ６０３は、このアナログ電圧を三角波発生回路６０４から出力された三角波と比較することで、該アナログ電圧のレベルに応じたパルス幅を有するＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号は、バッファ６０５を介して、不図示のレーザダイオードの駆動回路に供給される。
【特許文献１】特開平６−２９７７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、バイアスＡＰＣが行われる上記従来のＡＰＣ回路において、図１０に示すグラフＧ３から分かるように、バイアス電流Ｉｂを適切な値に設定することで、レーザダイオード１７のＰＷＭ特性のリニア領域の割合を増やすことができるものの、やはり非線形の部分が存在し得る。
【００２１】
また、ＡＰＣ制御では、レーザビーム出力強度を、画像露光の水平走査の直前に検出し、この検出信号をレーザ駆動回路にフィードバックして、レーザビーム出力強度が常に設定値と等しくなるように制御しているが、こうしたＡＰＣ制御は、毎走査時に行っているものではない。そのため、常時変化する温度環境に対してリアルタイムにレーザビーム出力強度の補正が実現しているとは言えない。
【００２２】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、常に安定した高画質の階調画像を得ることができる画像形成装置、画像形成方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、入力された多値画像データに応じたパルス信号を、所定の生成条件に基づき生成する生成手段と、前記多値画像データを格納する第１の格納手段と、前記生成手段によって生成されたパルス信号に基づき点滅発光する発光手段と、前記発光手段により発光された光の点灯継続期間であるパルス幅を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出されたパルス幅をデジタルデータに変換するデータ変換手段と、前記データ変換手段によって変換されたデジタルデータと、前記第１の格納手段によって格納された多値画像データとの差分に基づいて前記所定の生成条件を変更する変更手段とを有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２４】
また、請求項７記載の発明によれば、パルス幅データを格納し、多値画像データがアドレス値の少なくとも一部として入力されるメモリと、前記メモリから読み出されたパルス幅データに基づきパルス幅変調信号を出力するＰＷＭ回路と、前記ＰＷＭ回路から出力されたパルス幅変調信号に基づき点滅発光する発光手段と、前記発光手段で発光された光を検出し、電気パルス信号として出力する検出手段と、前記検出手段から出力された電気パルス信号に基づき、前記発光手段で発光された光の発光継続期間に相当する多値検知データを出力する多値検知データ出力手段と、前記多値画像データを格納する第１の格納手段と、前記多値検知データ出力手段から出力された多値検知データを格納する第２の格納手段と、前記第１及び第２の格納手段からそれぞれ読み出された多値画像データと多値検知データとの差分を算出し、前記メモリにアドレス値の一部として出力する算出手段とを有し、前記ＰＷＭ回路は、前記多値画像データおよび前記差分と等しい前記メモリのアドレス位置に格納されたパルス幅データに基づきパルス幅変調信号を出力することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２５】
また、請求項８記載の発明によれば、入力された多値画像データに応じたパルス信号を、所定の生成条件に基づき生成する生成ステップと、前記多値画像データを第１の記憶装置に格納する第１の格納ステップと、前記生成手段によって生成されたパルス信号に基づき、発光手段に点滅発光させる発光ステップと、前記発光手段により発光された光の点灯継続期間であるパルス幅を検出する検出ステップと、前記検出ステップによって検出されたパルス幅をデジタルデータに変換するデータ変換ステップと、前記データ変換ステップによって変換されたデジタルデータと、前記第１の記憶装置に格納された多値画像データとの差分に基づいて前記所定の生成条件を変更する変更ステップとを有することを特徴とする画像形成方法が提供される。
【００２６】
さらに、上記画像形成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、入力された多値画像データに応じたパルス信号を、所定の生成条件に基づき生成し、このパルス信号に基づき発光手段を点滅発光させる。この発光手段により発光された光の点灯継続期間であるパルス幅を検出し、このパルス幅をデジタルデータに変換する。このデジタルデータと、入力された多値画像データとの差分を検出し、この差分に基づいて前記所定の生成条件を変更する。
【００２８】
これにより、画像形成装置は、常に安定した高画質の階調画像を出力することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置における電気回路構成を示すブロック図である。なお、該画像形成装置は、レーザ光により画像露光を行う電子写真方式の画像形成装置であるとともに、多値画像データに応じたフルカラー階調画像を出力する方式の画像形成装置である。
【００３１】
同図において、７００はプリンタであり、フルカラー画像を印刷することが可能なレーザービームプリンタである。プリンタ７００は、プリンタコントローラ７０１とプリンタエンジン７０２とから構成される。プリンタコントローラ７０１は、外部機器、スキャナ等から送られてくる画像コードを、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの各トナーに対応した、例えば４ビットの画像データＰＶＤＯ（０．．３）に展開する。プリンタエンジン７０２は、展開された画像データＰＶＤＯ（０．．３）に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）により印刷を行う。なお、以下では、プリンタ７００の解像度を６００ｄｐｉとして説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
プリンタコントローラ７０１と、プリンタエンジン７０２の画像処理部７０３との間でやり取りされる主な信号は、各色対応の画像データＰＶＤＯ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ（０．．３）と、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫ、各色対応のプリンタ水平同期信号ＰＨＳＹＮＣ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ、不図示のスキャナからコピー時に送られる動作タイミング信号ＰＳＴＡＲＴ、各色の主走査方向の走査開始基準信号（ＢＤ信号）ＰＢＤ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋ、プリンタコントローラ７０１に対するプリンタエンジン７０２による各色の画像データ要求信号ＰＶＲＥＱ、プリンタエンジン７０２から不図示のスキャナに対してコピー時に送られる動作タイミング信号ＰＳＣＮＳＴである。またプリンタエンジン７０２内にて画像処理部７０３とレーザユニット７０４との間でやり取りされる信号は、パルス幅変調信号ＰＶＤＣ、レーザユニット７０４より出力される変調信号ＰＤである。
【００３３】
図２は、プリンタ７００の機械的な構成を示す概観図である。
【００３４】
同図において、１０１は感光ドラム、１０２はローラ帯電器、１０４ａ〜１０４ｄはそれぞれ現像装置、１０５は現像装置１０４ａ〜１０４ｄの支持体、１０７は感光ドラム１０１のクリーニング装置、１１４は定着装置、１０９はピックアップローラ、１０８は給紙カセット、１１０は転写ドラム、１１１は転写用帯電器、１１６は分離用帯電器、１１５はポリゴンミラー（回転多面鏡）、１１３は垂直同期信号発生器、１１２は転写ドラム１１０のクリーニング装置、１１７は半導体レーザである。
【００３５】
こうした構成のプリンタ７００の動作を以下に説明する。
【００３６】
プリンタエンジン７０２は、動作タイミング信号ＰＳＴＡＲＴを受け取ると、不図示の駆動手段により、感光ドラム１０１と転写ドラム１１０を図２の矢印の方向に駆動回転する。なお、感光ドラム１０１は、アルミシリンダの外周表面に有機感光体または光導電体が塗布されたものである。
【００３７】
次にローラ帯電器１０２により、感光ドラム１０１に所定電位を一様に帯電させる。次に、プリンタエンジン７０２は、ピックアップローラ１０９により給紙カセット１０８から記録紙を給紙し、転写ドラム１１０に供給する。同時に、支持体１０５を回転させ、支持体１０５に支持された現像装置１０４ａ〜１０４ｄのうち、第１の形成色であるマゼンタのトナーを備えた現像装置１０４ａを感光ドラム１０１に対向させる。なお、現像装置１０４ｂはシアンのトナー材を、現像装置１０４ｃはイエローのトナー材を、現像装置１０４ｄはブラックのトナー材をそれぞれ備えた現像装置である。
【００３８】
副走査方向の同期に関しては、垂直同期信号発生器１１３が、転写ドラム１１０に供給された記録紙の先端を検出して、垂直同期信号を発生し、この垂直同期信号を基準として副走査方向の書き出し開始位置の同期が取られる。また主走査方向の同期に関しては、感光ドラム１０１の側部における主走査方向の走査開始位置近傍またはそれに相当する位置に、不図示のＢＤセンサが配置されている。半導体レーザ１１７から出力され、ポリゴンミラー１１５の各反射面で反射されたレーザ光は、感光ドラム１０１に対する主走査方向のライン走査に先立って、不図示のＢＤセンサにより検出される。検出されたＢＤ信号は、主走査方向の走査開始基準信号ＰＢＤ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋとしてプリンタコントローラ７０１に入力される。プリンタコントローラ７０１は、この走査開始基準信号ＰＢＤ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋをトリガにしてプリンタ水平同期信号ＰＨＳＹＮＣ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋを生成し、画像処理部７０３に送る。画像処理部７０３は、このプリンタ水平同期信号ＰＨＳＹＮＣ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋに基づき、各ラインの主走査方向書き出し開始位置の同期を取る。
【００３９】
これらの垂直同期信号及びプリンタ水平同期信号ＰＨＳＹＮＣ_Ｙ／Ｍ／Ｃ／Ｋを基に、画像処理部７０３は、画像データ要求信号ＰＶＲＥＱをプリンタコントローラ７０１に送出する。プリンタコントローラ７０１は、最初の画像データ要求信号ＰＶＲＥＱを受け取ると、画像転送クロックＶＣＬＫに同期してマゼンタの画像データＰＶＤＯ_Ｍ（０．．３）を画像処理部７０３に送出する。画像処理部７０３は、受取った画像データＰＶＤＯ_Ｍ（０．．３）に応じてパルス幅変調を行い、得られたパルス幅変調信号ＰＶＤＣをレーザユニット７０４へ送る。レーザユニット７０４は、このパルス幅変調信号ＰＶＤＣに従ってレーザユニット７０４内の半導体レーザ１１７に発光を行わせる。半導体レーザ１１７から出力されたレーザ光は、ポリゴンミラー１１５を介して感光ドラム１０１を走査して、感光ドラム１０１上に潜像を形成する。形成された潜像は、選択された現像装置１０４ａにより現像され、現像されたマゼンタのトナー像は、転写ドラム１１０上で転写用帯電器１１１により帯電された記録紙へ転写される。
【００４０】
続いて、プリンタエンジン７０２は、支持体１０５を回転させて、第２の形成色であるシアンのトナーを備えた現像装置１０４ｂを感光ドラム１０１に対向させる。以降、上述したマゼンタのトナー像の場合と同様の手順により、シアンのトナー像が記録紙に転写される。さらに、同様の手順により、第３の形成色であるイエローのトナー像と、第４の形成色であるブラックのトナー像とが、記録紙に転写される。
【００４１】
このようにして、複数色のトナー像が形成された記録紙は、分離用帯電器１１６によって転写ドラム１１０から剥がされ、定着装置１１４による加圧加熱によりトナー像が記録紙に溶融固着（定着）され、記録紙は機外に排出される。
【００４２】
以上の動作により、プリンタ７００によってカラー画像が記録紙に形成される。
【００４３】
なお、感光ドラム１０１上の転写残トナーは、ブレード手段を備えたクリーニング装置１０７によって清掃される。また、転写ドラム１１０上に付着したトナーも、必要に応じて、ファーブラシ，ウエブなどを備えたクリーニング装置１１２により清掃されることが好ましい。
【００４４】
次に、プリンタエンジン７０２内の画像処理部７０３について説明する。
【００４５】
図３は、画像処理部７０３およびレーザユニット７０４の内部構成を示すブロック図である。なお、画像処理部７０３は、単一の集積回路（ＩＣ）内に収納される。
【００４６】
画像処理部７０３において、４１，４２はＦＩＦＯ（Ａ），（Ｂ）で構成されるラインメモリ、４３は、例えばＳＲＡＭで構成されるＰＷＭ幅テーブルであり、ＰＷＭパルス幅データを格納したルックアップテーブル（ＬＵＴ）である。４４はパルス幅変調を行うＰＷＭ回路、４５は、ラインメモリ４１，４２から読み出されたデータを比較する比較演算部、４７は、レーザ光の発光パルス幅を検出するパルス幅検出器、４６は、パルス幅検出器４７から出力された発光パルス幅データを４ビットデータに変換するデータ変換部である。
【００４７】
また、レーザユニット７０４において、４８はレーザドライバ、４９は半導体レーザ、５０はフォトダイオード、５１は、例えばレジスタからなる電流−電圧変換器、５２は、信号レベルをＴＴＬレベルに変換するＴＴＬ変換器である。
【００４８】
こうした構成をもつ第１の実施の形態における画像処理部７０３およびレーザユニット７０４の動作について、以下に説明する。
【００４９】
プリンタコントローラ７０１から送られてくる画像データＰＶＤＯは、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫに同期してラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ））４１に書き込まれ、読み出しクロックＲＤＣＬＫに同期して読み出される。ここで、読み出しクロックＲＤＣＬＫは、プリンタエンジン７０２の動作クロックである画像信号転送クロックＰＶＣＬＫと同等の周波数をもち、かつラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２へのデータ格納をトリガにして発振されるクロックである。
【００５０】
図１０に示すグラフＧ１を参照して前述したように、バイアスＡＰＣを行わないＡＰＣ回路においてＰＷＭ信号のパルス幅の増加ステップを一定にすると、ＰＷＭ信号のパルス幅とレーザダイオードから出力される光量（積分値）との関係は非線形なγカーブになる。そこで、本第１の実施の形態では、グラフＧ１の制御状態において、０〜１００％に亘るＰＷＭ信号の全パルス幅領域を、例えば１６刻みにするのではなく、光量が線形に変化するパルス幅領域（１０〜９０％）を１６刻みにする最小／最大パルス幅変調を行う。これにより、パルス幅と光量との関係は、図４に示すような緩やかなＡカーブになるが、やはり非線形のままである。このため本第１の実施の形態では、ＰＷＭ幅テーブル４３に、パルス幅の増加ステップの変化を図４に示すＢカーブのように非線形にする変換データを格納して、このＰＷＭ幅テーブル４３を利用することで、非線形なＡカーブを線形のＣカーブに補正するようにする。図４は、ＰＷＭ信号のパルス幅とレーザダイオードから出力される光量（積分値）との関係を３つのカーブで示す図である。
【００５１】
図５は、ＰＷＭ幅テーブル４３に格納される変換データの一例を示す図である。
【００５２】
ＰＷＭ幅テーブル４３は、８ビット（上位４ビット、下位４ビット）のアドレス値に対応して、４ビットの変換データを出力するテーブルであり、画像データＰＶＤＯが上位４ビットのアドレス値に対応し、後述の比較画像データＣＶＤＯが下位４ビットのアドレス値に対応する。第１の実施の形態におけるＰＷＭ幅テーブル４３は、画像データＰＶＤＯを、図４に示すＢカーブに沿ったデータに変換して変換データとして出力するためのものである。
【００５３】
プリンタコントローラ７０１から送られてきた４ビットの画像データＰＶＤＯは、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫに同期してラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ））４１に書き込まれ、またＰＷＭ幅テーブル４３に出力される。
【００５４】
ところで、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ））４１に書き込まれた画像データＰＶＤＯは、読み出しクロックＲＤＣＬＫの入力によって読み出される。一方、この読み出しクロックＲＤＣＬＫは、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２へのデータ格納をトリガにして発振されるクロックである。最初は、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２へのデータ格納はないので、読み出しクロックＲＤＣＬＫは発振されず、したがって、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ））４１に書き込まれた画像データＰＶＤＯは比較演算部４５へ出力されることはない。そのため、比較演算部４５からＰＷＭ幅テーブル４３へは後述の比較画像データＣＶＤＯが出力されない。
【００５５】
このように、比較演算部４５から比較画像データＣＶＤＯが入力されないときのＰＷＭ幅テーブル４３では、画像データＰＶＤＯが上位４ビットのアドレスに入力され、そのアドレス値に対応し、かつ下位４ビットのアドレス値が「０」に対応する変換データがＰＷＭ回路４４へ出力される。
【００５６】
ＰＷＭ回路４４では、この変換データに応じたパルス幅をもつパルス幅変調信号ＰＶＤＣを生成してレーザユニット７０４へ出力する。レーザユニット７０４では、パルス幅変調信号ＰＶＤＣがレーザドライバ４８に入力されてパルス電流に変換され、このパルス電流に従って半導体レーザ４９がレーザ光を点滅出力する。
【００５７】
こうした半導体レーザ４９で出力されたレーザ光における光パルス幅に基づいて、ＰＷＭ幅テーブル４３から出力される変換データを補正することが、通常印刷時において常時行われる。これを以下に説明する。
【００５８】
図３において、半導体レーザ４９から出力されたレーザ光は、フォトダイオード５０で検知され、フォトダイオード５０は、レーザ光のパルス波形に応じた電流を出力する。この電流は電流−電圧変換器５１により電圧に変換される。このようにして得られたレーザ光のパルス波形を表す電圧信号は、ＴＴＬ変換器５２によってＴＴＬレベルに変換されて、変調信号ＰＤとしてパルス幅検出器４７に入力される。
【００５９】
図６は、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫ、変調信号ＰＤ、およびサンプリングクロックＳＣＬＫを示すタイミングチャートであり、以下、この図６を参照しながら説明する。
【００６０】
本実施の形態では、ＰＷＭ回路４４から出力されるパルス幅変調信号ＰＶＤＣは、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫ（周波数２０ＭＨｚ、周期５０ｎｓ、図６（Ａ））に同期してレーザユニット７０４へ出力されるので、変調信号ＰＤ（図６（Ｂ））の周期は５０ｎｓ（１画素分に相当）となる。一方、パルス幅検出器４７に入力されるサンプリングクロックＳＣＬＫ（図６（Ｃ））の周波数は３２０ＭＨｚ（周期３．１２５ｎｓ）であり、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫに同期して入力され、パルス幅検出器４７では、変調信号ＰＤを等価サンプリングすることになる。つまり、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫの一周期を１６（＝５０ｎｓ／３．１２５ｎｓ）等価サンプリングしていると言える。この測定精度によれば、４ビット（＝１６）のＰＷＭ（分解能は１／１６）を十分に測定することができる。
【００６１】
パルス幅検出器４７では、変調信号ＰＤの立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまでの間に入力するサンプリングクロックＳＣＬＫの立ち上がりエッジの数をカウントし、例えばレジスタに格納した後、カウント値をデータ変換部４６に出力する。
【００６２】
データ変換部４６では、パルス幅検出器４７から入力された、パルス幅を表すカウント値を、画像データＰＶＤＯと同じ４ビットデータに変換する。この４ビットデータは、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２に、画像信号転送クロックＰＶＣＬＫに同期して書き込まれる。このラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２にデータが書き込まれたことをトリガとして、読み出しクロックＲＤＣＬＫが発振される。これにより、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ））４１に格納されて読み出し待機中である４ビットの画像データＰＶＤＯと、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２に格納されている４ビットの検出パルス幅データとが、読み出しクロックＲＤＣＬＫに同期して読み出される。つまり、レーザ発光前の画像データとレーザ発光後の同画像データとが同時に読み出され、比較演算部４５に入力される。
【００６３】
比較演算部４５は、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ））４１から読み出された画像データＰＶＤＯと、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２から読み出された検出パルス幅データとの差分を算出し、この差分に基づき、４ビットの比較画像データＣＶＤＯ（０．．３）を生成し、ＰＷＭ幅テーブル４３に送出する。
【００６４】
ＰＷＭ幅テーブル４３では、上位４ビットのアドレス値が画像データＰＶＤＯに対応し、かつ下位４ビットのアドレス値が比較画像データＣＶＤＯに対応する変換データを読み出してＰＷＭ回路４４へ出力する。
【００６５】
例えば、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ））４１から読み出された画像データＰＶＤＯが「０ｂ１０１１」であり、ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））４２から読み出された検出パルス幅データが「０ｂ１１０１」であった場合、比較演算部４５で算出される差分は「０ｂ００１０」となり、比較画像データＣＶＤＯとして「０ｂ００１０」がＰＷＭ幅テーブル４３に送出される。したがって、図５に例示するＰＷＭ幅テーブル４３において、上位４ビットのアドレス値が「０ｂ１０１１」（１６進数表示で「Ｂ」）であり、かつ下位４ビットのアドレス値が「０ｂ００１０」（１６進数表示で「２」）である変換データ「０ｘ８」を読み出してＰＷＭ回路４４へ出力する。
【００６６】
これにより、半導体レーザ４９の実際の発光量と目標（指定）発光量との差分が目標（指定）発光量にフィードバックされることになる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、画像クロックＰＶＣＬＫの周波数を上回る高速なサンプリングクロックＳＣＬＫを用いて、レーザ光のパルス波形（変調信号ＰＤ）と画像クロックＰＶＣＬＫとをサンプリングすることが行われ、これにより、レーザ光の発光パルス幅を測定することができる。すなわち、プリンタエンジン７０２では、プリンタコントローラ７０１より入力される画像データＰＶＤＯと、該画像データＰＶＤＯに基づいて半導体レーザ４９から実際に出力されるレーザ光との関係を測定して、ＰＷＭ信号のパルス幅と半導体レーザ４９から出力される光量との非線形な関係を、ＰＷＭ幅テーブル４３によって線形に補正し、これによって、製品出荷時の半導体レーザの材料や製品のばらつき、環境温度変動などによる影響を除去して、こうした半導体レーザを用いた画像形成装置における形成画像の階調性を常に性格に保持して、安定した高画質の印刷出力を可能にする。すなわち例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成するフルカラープリンタにおいて、常に安定した高画質のフルカラー画像を得ることができる。
【００６８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００６９】
第２の実施の形態の構成は、基本的に第１の実施の形態の構成と同じであるので、第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態の構成と同一部分には同一の参照符号を付して、第１の実施の形態の説明を流用し、異なる部分だけを説明する。
【００７０】
上記の第１の実施の形態においては、バイアスＡＰＣを行わない場合の図１０に示すグラフＧ１の制御状態において、光量が線形に変化するパルス幅領域（１０〜９０％）を１６刻みにする最小／最大パルス幅変調を行うとともに、図３のＰＷＭ幅テーブル４３に、パルス幅の増加ステップの変化を図４に示すＢカーブのように非線形にする変換データを格納して、このＰＷＭ幅テーブル４３を利用することで、非線形なＡカーブを線形のＣカーブに補正するようにしている。
【００７１】
一方従来、バイアスＡＰＣを行うことで、図１０に示すグラフＧ３のようなパルス幅-光量特性が得られ、このグラフＧ３のリニアリティは５〜９５％に向上している。
【００７２】
そこで、第２の実施の形態においては、バイアスＡＰＣを行うとともに、図１０に示すグラフＧ３の制御状態において、最小／最大パルス幅変調を行うようにする。このようなグラフＧ３の制御状態において最小／最大パルス幅変調を行った場合、半導体レーザは、図４に示すＢカーブのようなパルス幅-光量特性を呈し、第１の実施の形態におけるＡカーブのパルス幅-光量特性と逆になる。
【００７３】
そのため、第２の実施の形態では、ＰＷＭ幅テーブル４３に、パルス幅の増加ステップの変化を図４に示すＡカーブのように非線形にする変換データを格納する。これによって、半導体レーザのパルス幅-光量特性を、線形のＣカーブに補正することができる。
【００７４】
第２の実施の形態では、プリンタ７００のイニシャライズ動作時にバイアスＡＰＣを行う。その後の画像形成時における動作は、第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
〔他の実施の形態〕
また、本発明の目的は、上記の各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００７６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７７】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００７８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００７９】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置における電気回路構成を示すブロック図である。
【図２】プリンタの機械的な構成を示す概観図である。
【図３】画像処理部およびレーザユニットの内部構成を示すブロック図である。
【図４】ＰＷＭ信号のパルス幅とレーザダイオードから出力される光量（積分値）との関係を３つのカーブで示す図である。
【図５】ＰＷＭ幅テーブルに格納される変換データの一例を示す図である。
【図６】画像信号転送クロックＰＶＣＬＫ、変調信号ＰＤ、およびサンプリングクロックＳＣＬＫを示すタイミングチャートである。
【図７】従来の画像形成装置の構成を示す平面図である。
【図８】従来の画像形成装置の構成を示す側面図である。
【図９】図７及び図８に示すレーザダイオードに供給される電流と、該電流供給によりレーザダイオードから出力される光の強度との関係を示す、レーザダイオードの電流−光出力特性図である。
【図１０】レーザダイオードをパルス駆動するＰＷＭ信号のパルス幅と、レーザダイオードから出力される光量（積分値）との関係を示す図である。
【図１１】画像データよりＰＷＭ信号を生成する従来のＰＷＭ回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８１】
４１  ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ａ）、第１の格納手段）
４２  ラインメモリ（ＦＩＦＯ（Ｂ））
４３ ＰＷＭ幅テーブル（生成手段）
４４ ＰＷＭ回路（生成手段）
４５ 比較演算部（変更手段）
４６ データ変換部（データ変換手段）
４７ パルス幅検出器（検出手段）
４８  レーザドライバ（発光手段）
４９ 半導体レーザ（発光手段）
５０ フォトダイオード（検出手段）
７００  プリンタ
７０１  プリンタコントローラ
７０２  プリンタエンジン
７０３  画像処理部
７０４  レーザユニット
【図１】
2006205401.tif 000003
【図２】
2006205401.tif 000004
【図３】
2006205401.tif 000005
【図４】
2006205401.tif 000006
【図５】
2006205401.tif 000007
【図６】
2006205401.tif 000008
【図７】
2006205401.tif 000009
【図８】
2006205401.tif 000010
【図９】
2006205401.tif 000011
【図１０】
2006205401.tif 000012
【図１１】
2006205401.tif 000013